O seguinte experimento foi conduzido com as concentrações molares de
para ambos os reagentes, seguindo a reação química balanceada abaixo:
Tubo
| Tubo |
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Passo 1
O enunciado dá a reação balanceada
e diz que as duas soluções têm concentração molar de
. A tabela apresenta os volumes (em mL) de cada solução misturados em cinco tubos:
O que vamos calcular (assumindo a interpretação usual desse tipo de problema) é, para cada tubo: (a) o reagente limitante e (b) a massa de precipitado
formada.
Passo 2
Ferramentas e fórmulas que usaremos — pequena aula prática:
- Conversão de volume: para usar
em devemos expressar volume em litros. Assim . - Cálculo de mols a partir de concentração: se
é a concentração em e o volume em , o número de mols é
Aqui
tem unidade
.
- Reação estequiométrica: a reação mostra que
mol de reage com mols de para formar mol de . Logo, se soubermos e , a quantidade máxima de (em mol) é
- Para passar de mols de
para massa, usamos a massa molar :
- Vamos usar massas atômicas aproximadas (típicas das tabelas):
e . Assim
Passo 3
Vamos aplicar o procedimento de forma sistemática para cada tubo:
- Converter volumes de mL para L:
. - Calcular
e com . - Calcular
e comparar com para achar o limitante. - Calcular
. - Calcular
.
Vou fazer cada tubo passo a passo, mostrando as contas.
Passo 4
Dados:
,
.
- Moles de
:
- Moles de
:
- Moles de
disponíveis para formar (dividindo por 2 devido à estequiometria):
- Comparando
com , o menor é . Logo o reagente limitante é e
- Massa de
:
Passo 5
Dados:
,
.
-
-
-
- Comparando
e , o menor é . Portanto o reagente limitante é e
- Massa:
Passo 6
Dados:
,
.
-
-
-
- Comparando
e , são iguais — a mistura está estequiométrica, ambos os reagentes são completamente consumidos. Assim
- Massa:
Passo 7
Dados:
,
.
-
-
-
- Comparando
e , o menor é . Logo o reagente limitante é e
- Massa:
Passo 8
Dados:
,
.
-
-
-
- Comparando
e , o menor é . Logo o reagente limitante é e
- Massa:
Passo 9
Pequenas observações finais para ajudar na prova:
- A regra prática é sempre calcular moles dos reagentes e dividi-los pela estequiométrica (aqui
tem coeficiente 1 e coeficiente 2). Comparar com — o menor indica o que limita. Eu costumo lembrar: “divida cada pelo coeficiente e veja quem sobra menos”. - Note que tubos 3, 4 e 5 têm a mesma massa de precipitado porque a partir do tubo 3 já há KI em excesso; o limite passa a ser o Pb em 4 e 5, e no 3 ambos se esgotam na mesma proporção.
- Use sempre as mesmas unidades (L e mol/L) para não tropeçar na prova.
Resposta
Tubo 1: massa de
; reagente limitante:
.
Tubo 2: massa de ; reagente limitante:
.
Tubo 3: massa de ; reagente limitante: ambos (estequiométrico).
Tubo 4: massa de ; reagente limitante:
.
Tubo 5: massa de ; reagente limitante:
.
Tubo 2: massa de
Tubo 3: massa de
Tubo 4: massa de
Tubo 5: massa de