EsPCEx 2005
Foram misturados 40 g de hidrogênio (H2) com 40 g de oxigênio (O2) com a finalidade de produzir água, segundo a equação
\(2H_{2\left(g\right)}+1O_{2\left(g\right)}\longrightarrow2H_2O_{\left(V\right)}\)
A massa de reagente em excesso corresponde a
35g de hidrogênio
25g de oxigênio
5g de hidrogênio
35g de oxigênio
20g de hidrogênio
Resolução
1. Converter as massas em quantidade de matéria
Massa molar do hidrogênio molecular \(H_2\): 2 g mol−1
Massa molar do oxigênio molecular \(O_2\): 32 g mol−1
\[n(H_2)=\frac{40\,\text{g}}{2\,\text{g mol}^{-1}}=20\;\text{mol}\]
\[n(O_2)=\frac{40\,\text{g}}{32\,\text{g mol}^{-1}}=1{,}25\;\text{mol}\]
2. Comparar a proporção estequiométrica
A equação balanceada indica a razão \(2\,\text{mol }H_2 : 1\,\text{mol }O_2\).
Razão real disponível:
\[\frac{n(H_2)}{n(O_2)}=\frac{20}{1{,}25}\approx16\]
Precisaríamos de 2 mol de \(H_2\) para cada 1 mol de \(O_2\), mas temos muito mais \(H_2\). Assim, o oxigênio é o reagente limitante e o hidrogênio está em excesso.
3. Calcular quanto hidrogênio será consumido
Para 1,25 mol de \(O_2\) consomem-se o dobro de \(H_2\):
\[n(H_2\,\text{consumido}) = 2\times1{,}25 = 2{,}5\;\text{mol}\]
Massa correspondente:
\[m(H_2\,\text{consumido}) = 2{,}5\;\text{mol}\times2\;\text{g mol}^{-1}=5\;\text{g}\]
4. Determinar a massa em excesso
\[m(H_2\,\text{excesso}) = m(H_2\,\text{inicial})-m(H_2\,\text{consumido}) = 40\;\text{g}-5\;\text{g}=35\;\text{g}\]
Resposta: 35 g de hidrogênio.
Dicas
Erros Comuns
- Molaridade (n = m/M) – converter massa em mol para comparar substâncias diferentes.
- Estequiometria – usar a proporção de coeficientes da equação balanceada.
- Reagente limitante – aquele que se consome primeiro; o outro fica em excesso.
- Massa em excesso – diferença entre a quantidade inicial do reagente em excesso e a quantidade que reage efetivamente.
