Zinco e enxofre reagem para formar sulfeto de zinco, uma substância usada para recobrir as paredes internas dos tubos de imagem de TV. A equação para a reação é:
Zn+S ZnS
Quantos gramas de ZnS podem ser formados quando 12,0 g de Zn reagem com 6,50 g de S ? qual é o reagente limitante? Quanto e qual elemento ficará sem reagir?
& nZn=12,0 g / 65,4 g mol^-1=0,183 mol & nS=6,50 g / 32,1 g mol^-1=0,202 mol
Zn + S ZnS
Sabemos que 0,183 mol de Zn requer 0,183 mol de S. Existe mais S do que é necessário e todo o Zn pode reagir. O Zn é, portanto, o reagente limitante.
A quantidade de produto formado depende apenas da quantidade de reagente limitante:
1 mol de Zn - 1 mol de ZnS
0,183 mol de Zn - 0,183 mol de ZnS
mZns=0,183 mol times 97,5 g mol^-1=17,8 g
Para calcular a massa de S que não reagiu:
n enxofre que não reagiu =(0,202-0,183)=0,019
Convertendo em massa:
m enxofre =n enxofre times M enxofre
m enxofre =0,019 mol x 32,1 g mol^-1=0,61 g

Passo 1

O enunciado dá a reação
Zn + S ;longrightarrow; ZnS
e pede: (a) massa de ZnS formada, (b) reagente limitante e (c) massa e elemento que ficará sem reagir. Para resolver, vamos usar estequiometria: converter as massas iniciais em mols, comparar a proporção estequiométrica, calcular o produto a partir do reagente limitante e, por fim, quantificar o excesso do reagente que sobra.

Passo 2

Converter massas em mols usando as massas molares MZn=65,4 g,mol^-1 e MS=32,1 g,mol^-1:
nZn = 12,0 g65,4 g,mol^-1 = 0,183 mol,
nS = 6,50 g32,1 g,mol^-1 = 0,202 mol

Passo 3

A estequiometria da reação é 1 mol de Zn para 1 mol de S. Como há 0,183 mol de Zn e 0,202 mol de S, o zinco exige 0,183 mol de enxofre para reagir completamente. Como nS é maior, sobra enxofre e o zinco é o reagente limitante.

Passo 4

A quantidade de ZnS formada (em mols) é igual ao número de mols do reagente limitante, ou seja,
nZnS = nZn = 0,183 mol
A massa de ZnS é
mZnS = nZnS times MZnS com MZnS = 65,4 + 32,1 = 97,5 g,mol^-1,
mZnS = 0,183 mol times 97,5 g,mol^-1 = 17,8 g

Passo 5

O enxofre que não reagiu é
nS,,excesso = nS - nS,,consumido = 0,202 - 0,183 = 0,019 mol
Convertendo para massa:
mS,,excesso = 0,019 mol times 32,1 g,mol^-1 = 0,61 g

Resposta

A massa de ZnS$ formada é 17,8 g. O reagente limitante é o zinco e sobra 0,61 g de enxofre.

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