1. (Unesp) São colocadas para reagir entre si as massas de 1,00 \mathrm{~g} de sódio metálico e 1,00 \mathrm{~g} de cloro gasoso. Considere que o rendimento da reação é 100 \%. São dadas as massas molares, em \mathrm{g} / \mathrm{mol}: \mathrm{Na}=23,0 e \mathrm{Cl}=35,5. A afirmação correta é:
    a) há excesso de 0,153 \mathrm{~g} de sódio metálico.
    b) há excesso de 0,352 \mathrm{~g} de sódio metálico.
    c) há excesso de 0,282 \mathrm{~g} de cloro gasoso.
    d) há excesso de 0,153 \mathrm{~g} de cloro gasoso.
    e) nenhum dos dois elementos está em excesso.

Passo 1

O enunciado nos dá as seguintes informações (tudo tirado do enunciado):
  • Massa de sódio metálico: 1,00\\ \mathrm{g}.
  • Massa de cloro gasoso apresentada: 1,00\\ \mathrm{g}.
  • Massas molares (fornecidas): \mathrm{Na}=23{,}0\\ \mathrm{g/mol} e \mathrm{Cl}=35{,}5\\ \mathrm{g/mol}.
  • Rendimento da reação: 100\%.
  • O enunciado pede que se identifique qual das alternativas (a)–(e) é correta sobre qual elemento fica em excesso e qual é a massa do excesso.
    Lista das alternativas (resumidas):
  • (a) excesso de 0,153\\ \mathrm{g} de sódio.
  • (b) excesso de 0,352\\ \mathrm{g} de sódio.
  • (c) excesso de 0,282\\ \mathrm{g} de cloro.
  • (d) excesso de 0,153\\ \mathrm{g} de cloro.
  • (e) nenhum dos dois está em excesso.

Passo 2

Escrever a equação química balanceada e explicar a estequiometria (razões molares).
A reação entre sódio metálico e cloro molecular é:
2\mathrm{Na} + \mathrm{Cl}_2 \longrightarrow 2\mathrm{NaCl}.
Isto significa que, em termos de mols, são necessários 2 mol de \mathrm{Na} para reagir com 1 mol de \mathrm{Cl}_2. Ou seja, a razão estequiométrica é:
\text{mols de Na} : \text{mols de } \mathrm{Cl}_2 = 2 : 1.
Explicação curta do porquê: cada molécula de \mathrm{Cl}_2 contém dois átomos de Cl e forma dois íons \mathrm{Cl}^-, cada um liga-se a um átomo de Na, portanto dois Na são consumidos por cada \mathrm{Cl}_2.

Passo 3

Calcular o número de mols de cada reagente a partir das massas dadas (usar a fórmula n=\dfrac{m}{M}).
Primeiro obter a massa molar de \mathrm{Cl}_2: como a massa atômica do cloro é 35{,}5\\ \mathrm{g/mol},
M(\mathrm{Cl}_2)=2\times35{,}5=71{,}0\\ \mathrm{g/mol}.
Agora os mols:
n(\mathrm{Na})=\frac{1{,}00}{23{,}0}=0{,}043478\ldots \approx 0{,}04348\\ \text{mol}.
n(\mathrm{Cl}_2)=\frac{1{,}00}{71{,}0}=0{,}0140845\ldots \approx 0{,}01408\\ \text{mol}.
Breve explicação: n é a quantidade de matéria em mols; divide-se a massa disponível m pela massa de 1 mol M.

Passo 4

Determinar qual é o reagente limitante usando a relação estequiométrica.
Pela estequiometria, para reagir completamente com n(\mathrm{Cl}_2) mols de \mathrm{Cl}_2 são necessários
n_{\text{necessário de Na}}=2\times n(\mathrm{Cl}_2)=2\times0{,}01408=0{,}02816\\ \text{mol}.á
Comparar com a quantidade disponível de sódio:
n(\mathrm{Na})_{\text{disponível}}=0{,}04348\\ \text{mol}.í
Como 0{,}04348>0{,}02816, há Na em excesso — ou seja, \mathrm{Cl}_2 é o reagente limitante.

Passo 5

Calcular quantos mols de sódio ficam em excesso.
n_{\text{excesso\\ de\\ Na}}=n(\mathrm{Na})_{\text{disponível}}-n_{\text{necessário\\ de\\ Na}} =0{,}04348-0{,}02816=0{,}01532\\ \text{mol}.íá
Observação sobre arredondamento: mantiveram-se casas suficientes durante os cálculos; o arredondamento final na massa será feito com coerência significativa.

Passo 6

Converter os mols de excesso de sódio em massa (usar m=n\times M).
m_{\text{excesso\\ de\\ Na}}=n_{\text{excesso\\ de\\ Na}}\times M(\mathrm{Na}) =0{,}01532\times23{,}0=0{,}35199\\ \mathrm{g}.
Arredondando adequadamente (os dados iniciais têm três algarismos significativos), obtemos
m_{\text{excesso\\ de\\ Na}}\approx0{,}352\\ \mathrm{g}.

Passo 7

Interpretação final dos cálculos:
  • Há excesso de sódio metálico.
  • A massa desse excesso é aproximadamente 0{,}352\\ \mathrm{g}.

Resposta

b) há excesso de 0,352\\ \mathrm{g} de sódio metálico.