Titânio metálico bruto é preparado comercialmente de acordo com a reação representada pela equação TiCl4+2 Mg 2 MgCl2+Ti. Se 40,0 kg de Mg reagem com 85,2 kg de cloreto de titânio: Qual o reagente limitante?

Passo 1

Resumo da questão: a gente tem a reação
TiCl4 + 2,Mg ;longrightarrow; 2,MgCl2 + Ti
e quer saber, ao reagirem 40,0 kg de Mg e 85,2 kg de TiCl₄, qual é o reagente limitante.
Conteúdo: estequiometria e reagente limitante.
O que vamos precisar:
  • Equação química balanceada;
  • Converter massas em mols usando massas molares;
  • Comparar quantidades segundo a proporção estequiométrica.

Passo 2

Calcular o número de mols de cada reagente.
  1. Para o magnésio (Mg):
    - Massa fornecida: 40,0 kg = 40 000 g
    - Massa molar do Mg: n(Mg) = m(Mg)M(Mg) = 40,000;g24,305;g/mol approx 1,646times 10^3;mol
M(TiCl4) = M(Ti) + 4times M(Cl) = 47,867 + 4times35,453 approx 189,67;g/mol
  1. Para o tetracloreto de titânio (TiCl₄):
    - Massa fornecida: 85,2 kg = 85 200 g
    - Massa molar do TiCl₄:
n(TiCl4) = m(TiCl4)M(TiCl4) = 85,200;g189,67;g/mol approx 449,4;mol

Passo 3

Relembrando a proporção da reação:
1;mol de TiCl4 ;rea>= com; 2;mol de Mg
Para consumir todo o TiCl₄ que temos (449,4 mol), precisaríamos de
2 times 449,4 ;=; 898,8;mol;de;Mg
Só que a gente tem 1 646 mol de Mg, ou seja, Mg é suficiente para “queimar” todo o TiCl₄.
Por outro lado, pra usar todo o Mg disponível (1 646 mol), seria preciso
1,6462 ;=; 823,0;mol;de;TiCl4,
mas só há 449,4 mol de TiCl₄. Então o TiCl₄ acaba primeiro.

Resposta

O reagente limitante é o tetracloreto de titânio, TiCl₄.

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