Titânio metálico bruto é preparado comercialmente de acordo com a reação representada pela equação
. Se
de Mg reagem com
de cloreto de titânio: a) Qual o reagente limitante? b) Quantos kg de titânio metálico serão formados?
Passo 1
Beleza, vamos começar. O enunciado diz que temos a reação
e que a gente mistura 40,0 kg de Mg com 85,2 kg de TiCl₄. A tarefa é:
a) descobrir qual reagente acaba primeiro (limitante)
b) calcular quantos quilos de Ti metálico saem no final
Conteúdo: estequiometria de reação química. A gente vai precisar de massa molecular, converter massa → mol, comparar razões estequiométricas e, por fim, achar a massa de Ti produzido.
Passo 2
Primeiro, converte as massas em mols.
– Massa molar do Mg: .
– Massa molar do TiCl₄: .
– Massa molar do Mg:
– Massa molar do TiCl₄:
Calcula:
Passo 3
Agora compara com a equação: para cada 1 mol de TiCl₄ a gente precisa de 2 mol de Mg.
- Se eu quisesse usar todo o TiCl₄ (449,2 mol), precisaria de
mol de Mg. - Mas eu só tenho 1646,2 mol de Mg, que é bem mais do que 898,4 mol. Logo, Mg está em excesso.
- Inversamente: para consumir todo o Mg (1646,2 mol), eu precisaria de 823,1 mol de TiCl₄ (metade de 1646,2), mas só tenho 449,2 mol de TiCl₄. Logo, TiCl₄ acaba primeiro.
Conclusão: reagente limitante = TiCl₄.
Passo 4
Como TiCl₄ é limitante, todo Ti que sair será em mols igual aos mols de TiCl₄ (razão 1:1 na equação).
Massa de Ti:
Em quilogramas:
.
Resposta
a) Reagente limitante:
.
b) Massa de Ti formada: .
b) Massa de Ti formada: