Química, perguntado por vivianerodrigues15, 4 meses atrás

Partindo de 2 g de P4 com 80% de pureza e de 2 g de cloro com 90% de pureza, diga qual é a quantidade de produto formado, se o rendimento da reação for de 75%. Determine a massa do reagente em excesso. DADOS: MMP = 31 ; MMCl = 35,5.
P4 + Cl3 → PCl3

Soluções para a tarefa

Respondido por fscheidegger

A quantidade de PCl3 formada com 75% de rendimento é de aproximadamente igual a 1,05 g

A massa de reagente em excesso é 1,08 g de P4

Fundamentos Teóricos

Mol

É a quantidade de matéria em química e corresponde a 6,02x10^23 unidades de uma determinada espécie química, moléculas, átomos ou íons. Este número comumente usado como 6x10^23 é conhecido como número de Avogadro

Massa Molar

É a massa em grama referente a 1 mol de moléculas, átomos ou íons. Ela é determinada a partir das massas atômicas dos elementos.

Exemplificando

Considerando a massa atômica do Na = 23 u; do H = 1 u; S = 32 u e O = 16 u

A massa molar de 1 mol de átomos de Na é de 23 g

A massa molar de 1 mol de cátions Na+ é de 23 g

A massa molar de 1 mol de H2SO4 = 2 x 1 + 1 x 32 + 4 x 16 = 98 g

Sua unidade de medida, portanto é g/mol

Reagente limite ou limitante

É aquele reagente que não está em excesso. É chamado de reagente limite ou limitante pois ao ser integralmente consumido na reação, esta cessará. Os demais reagentes estarão em excesso

Grau de Pureza

É a relação entre a massa da substância que participa da reação e a massa da amostra

Rendimento da Reação

É a razão entre a quantidade obtida de produto e a quantidade teórica que deveria ter sido produzida

Vamos dividir a resolução do exercício em 9 etapas de forma a facilitar o entendimento.

Etapa 1 – Ajuste dos coeficientes da equação

P4 + 6 Cl2 → 4 PCl3

Etapa 2 – Cálculo das massas teóricas envolvidas

P4 = 4 x 31 = 124 g

6 Cl2 = 6 x 2 x 35,5 = 426 g

4 PCl3 = 4 x 31 + 4 x 3 x 35,5 = 550 g

Etapa 3 – Relação P4/Cl2 teórica

(P4/Cl2)teórica = 124 / 426 = 0,29 g de P4 / 1 g de Cl2

Etapa 4 – Relação P4/Cl2 utilizada

Cl2: 2 g x 0,9 (90% de pureza) = 1,8 g

P4: 2 g x 0,8 (80% de pureza) = 1,6 g

(P4/Cl2)utilizada = 1,6 / 1,8 = 0,89 g de P4 / 1 g de Cl2

Etapa 5 – Identificação do reagente limite ou limitante (aquele que não está em excesso) e do reagente em excesso

Comparando os valores de (P4/Cl2)teórica x (P4/Cl2)utilizada, verificamos que na prática para cada grama de Cl2 consumida estamos utilizando uma quantidade maior de PCl4, mais precisamente 0,29 – 0,89 = 0,6 g de P4 para cada grama de Cl2 consumida

Logo o reagente limite ou limitante é o Cl2 e o que está em excesso é o P4

Etapa 6 – Cálculo da massa de P4 que deveria reagir com 1,8 g de Cl2

P4 6 Cl2

124 426

m 1,8

m = 1,8 x 124 / 426 = 0,52 g de P4 é a massa que consome 1,8 g de Cl2

Etapa 7 – Cálculo da massa em excesso de P4

Estamos usando: 1,6 g de P4

Deveríamos estar usando: 0,52 g de P4

Assim, a massa em excesso de P4 é 1,6 – 0,52 = 1,08 g de PCl4

Etapa 8 - Cálculo da quantidade de PCl3 formada com rendimento 100%

6 Cl2 == 4 PCl3