O sódio reage violentamente com a água de acordo com a equação não balanceada:
Na+H2 O H2+NaOH
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.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química onde sódio ( Na) reage com água ( H2O) para formar hidrogênio ( H2) e hidróxido de sódio ( NaOH). 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:
Na + H2O H2 + NaOH
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:
Número de mols = Massa (g)Massa molar (g/mol) ú
Vamos começar com o sódio ( Na):
A massa fornecida é 2,00 g. A massa molar do sódio é aproximadamente 23,0 g/mol. Então:
Mols de Na = 2,00, g23,0, g/mol approx 0,087, mol

Passo 4

Agora, vamos calcular os mols de água ( H2O) 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:
Mols de H2O = 1000, g18,0, g/mol approx 55,56, mol

Passo 5

Com os mols calculados, vamos analisar a estequiometria da reação balanceada:
Na + H2O H2 + NaOH
A proporção é de 1 mol de Na para 1 mol de H2O. 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:
0,087, mol Na times 1, mol H2O1, mol Na = 0,087, mol H2O
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 ( Na).

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