O sódio reage violentamente com a água de acordo com a equação não balanceada:
Um químico colocou para reagir 2,00 g de sódio em 1 litro ( 1 Kg ou 1000 g ) de água.
Determine qual é o reagente limitante.
Determine qual é o reagente limitante.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química onde sódio (
) reage com água (
) para formar hidrogênio (
) e hidróxido de sódio (
). O desafio aqui é descobrir qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual deles vai acabar primeiro na reação. Para isso, vamos precisar entender um pouco de cálculo de mols e comparar as quantidades dos reagentes envolvidos.
Passo 2
Primeiro, vamos garantir que a equação química esteja balanceada, ou seja, com o mesmo número de átomos de cada elemento nos dois lados da seta. A equação inicial é:
Vemos que temos 1 átomo de sódio, 2 de hidrogênio e 1 de oxigênio de cada lado, então está balanceada. Tudo certo!
Passo 3
Agora, precisamos calcular a quantidade de mols de cada reagente que temos. Para isso, vamos usar a fórmula:
Vamos começar com o sódio (
):
A massa fornecida é 2,00 g. A massa molar do sódio é aproximadamente 23,0 g/mol. Então:
Passo 4
Agora, vamos calcular os mols de água (
) que temos. A massa fornecida é 1000 g (1 litro de água com densidade aproximadamente 1 g/cm³). A massa molar da água é aproximadamente 18,0 g/mol. Então:
Passo 5
Com os mols calculados, vamos analisar a estequiometria da reação balanceada:
A proporção é de 1 mol de
para 1 mol de
. Ou seja, cada mol de sódio reage com 1 mol de água.
Passo 6
Vamos verificar quanto de água seria necessário para reagir completamente com os 0,087 mol de sódio que temos:
Comparando com os 55,56 mol de água disponíveis, vemos que a água em excesso.
Passo 7
Como a água está em grande quantidade e o sódio é o que se esgota primeiro, isso significa que o sódio é o reagente limitante. Ou seja, o sódio vai acabar antes da água, determinando a quantidade de produto formado.
Resposta
O reagente limitante é o sódio (
).