Química, perguntado por deandoser2510, 11 meses atrás

Considere a equação balanceada a seguir:

2SO2 (g) + O2 (g) → 2SO3 (g)

Se utilizarmos 300 g de SO2 e 95 g de O2, Qual será o reagente limitante e qual será o reagente em excesso? Quanto de SO3 será obtido?

Soluções para a tarefa

Respondido por vitorialopess

Oi! Resolveremos esse exercício sobre estequiometria.

O que é estequiometria?

A estequiometria nos permite associar as quantidades de reagentes e produtos. Ela se baseia principalmente na Lei de Lavoisier (lei da conservação das massas) e na Lei de Proust (lei das proporções definidas).

Primeiras análises

Vamos observar a equação balanceada.

$2~SO_2~(g)+O_2~(g)\rightarrow2~SO_3~(g)$

Para descobrir a massa de cada substância, consultaremos a tabela periódica.

➫ S = 32 g/mol

➫ O = 16 g/mol

Com esses dados, descobriremos a massa dos reagentes.

$\boxed{SO_2}\\\\32+16\cdot2\\\\32+32\\\\\rightarrow~64~g~\leftarrow$

Já que foram usados 2 mols de SO₂, a massa final será 128 g.

$\boxed{O_2}\\\\16\cdot2\\\\\rightarrow~32~g~\leftarrow$

A massa usada na reação da equação balanceada é 32 g.

Agora, vamos analisar o produto.

$\boxed{SO_3}\\\\32+16\cdot3\\\\32+48\\\\\rightarrow~80~g~\leftarrow$

Já que foram usados 2 mols de SO₃, a massa final será 160 g.

Podemos comprovar a Lei de Lavoisier: a soma das massas dos reagente é igual a soma das massas dos produtos.

$128+32=160\\\\160=160~\checkmark$

Reagentes limitante e em excesso

Em uma reação química, o reagente limitante é aquele que será consumido primeiro e é o único que será consumido por completo. Todos os que sobrarem são chamados de reagentes em excesso. Portanto, quando formos trabalhar com uma reação que possui reagente limitante e em excesso, sempre devemos dar mais atenção ao limitante, pois o consumo total dele indica o fim da reação.

Como resolver esse exercício?

Realizaremos duas regra de três para descobrir quantos mols teremos de SO₂ e de O₂ se forem utilizados 300 g e 95 g de cada um, respectivamente.

$\boxed{SO_2}\\\\\\\dfrac{1~mol}{64~g}=\dfrac{x~mol}{300~g}\\\\\\\dfrac{1}{64}=\dfrac{x}{300}\\\\\\300=64x\\\\\\x=\dfrac{300}{64}\\\\\\x=4,6875~mols$

$\boxed{O_2}\\\\\\\dfrac{1~mol}{32~g}=\dfrac{y~mol}{95~g}\\\\\\\dfrac{1}{32}=\dfrac{y}{95}\\\\\\95=32y\\\\\\y=\dfrac{95}{32}\\\\\\y=2,96875~mols$

Na equação balanceada, o número de mol do SO₂ e do O₂, segue a proporção 2 para 1. Logo, mesmo com as novas massas, a proporção deve ser mantida (Lei de Proust).

Se temos 4,6875 mols de SO₂, precisaremos ter 2,34375 mols (a metade) de O₂, porém a sua quantidade é 2,96875 mols. Então, o SO₂ é o reagente limitante e o O₂ é o reagente em excesso.

Vamos descobrir a massa de 2,34375 mols de O₂, utilizando novamente a regra de três.

$\boxed{O_2}\\\\\\\dfrac{1~mol}{32~g}=\dfrac{2,34375}{z~g}\\\\\\\dfrac{1}{32}=\dfrac{2,34375}{z}\\\\\\z=2,34375\cdot32\\\\\\z=75~g$

O número de mol do SO₂ e do SO₃, segue a proporção 1 para 1. Consequentemente, será formado 4,6875 mols de SO₃. A fim descobrir a massa SO₃ obtida, realizaremos uma regra de três.

$\boxed{SO_3}\\\\\\\dfrac{1~mol}{80~g}=\dfrac{4,6875~mols}{w~g}\\\\\\\dfrac{1}{80}=\dfrac{4,6875}{w}\\\\\\w=4,6875\cdot80\\\\\\w=375~g$