Limitando problemas de reagentes em química

UMA equação química equilibrada mostra as quantidades molares de reagentes que reagirão juntos para produzir quantidades molares de produtos. No mundo real, os reagentes raramente são reunidos com a quantidade exata necessária. Um reagente será completamente usado antes dos outros. O reagente usado primeiro é conhecido comoReagente limitado. Os outros reagentes são parcialmente consumidos quando a quantidade restante é considerada "em excesso". Este problema de exemplo demonstra um método para determinar o reagente limitante de uma reação química.

Hidróxido de sódio (NaOH) reage com ácido fosfórico (H₃PO₄) para formar fosfato de sódio (Na₃PO₄) e água (H₂O) pela reação:

• 3 NaOH (aq) + H₃PO₄(aq) → Na₃PO₄(aq) + 3 H₂O (l)

Se 35,60 gramas de NaOH são reagidos com 30,80 gramas de H₃PO₄,

• uma. Quantos gramas de Na₃PO₄ são formados?
• b. Qual é o reagente limitante?
• c. Quantos gramas de excesso de reagente resta quando a reação está completa?

Informação útil:

• Massa molar de NaOH = 40,00 gramas
• Massa molar de H₃PO₄ = 98,00 gramas
• Massa molar de Na₃PO₄ = 163,94 gramas

Para determinar o reagente limitante, calcule a quantidade de produto formado por cada reagente. O reagente que produz a menor quantidade de produto é o reagente limitante.

Para determinar o número de gramas de Na₃PO₄ formado:

• gramas Na₃PO₄ = (gramas de reagente) x (mole de reagente / massa molar de reagente) x (razão molar: produto / reagente) x (massa molar de produto / produto molar)

Quantidade de Na₃PO₄ formado a partir de 35,60 gramas de NaOH

• gramas Na₃PO₄ = (35,60 g NaOH) x (1 mol NaOH / 40,00 g NaOH) x (1 mol Na₃PO₄/ 3 mol NaOH) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• gramas de Na₃PO₄ = 48,64 gramas

Quantidade de Na₃PO₄ formado a partir de 30,80 gramas de H₃PO₄

• gramas Na₃PO₄ = (30,80 g H₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/98,00 gramas H₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/ 1 mol H₃PO₄) x (163,94 g Na₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄)
• gramas Na₃PO₄ = 51,52 gramas

O hidróxido de sódio formou menos produto que o ácido fosfórico. Isto significa que o hidróxido de sódio foi o reagente limitante e são formados 48,64 gramas de fosfato de sódio.

Para determinar a quantidade de excesso de reagente restante, é necessária a quantidade utilizada.

• gramas de reagente usado = (gramas de produto formado) x (1 mol de produto / massa molar de produto) x (proporção molar reagente / produto) x (massa molar do reagente)
• gramas de H₃PO₄ usado = (48,64 gramas de Na₃PO₄) x (1 mol Na₃PO₄/163,94 g Na₃PO₄) x (1 mol H₃PO₄/ 1 mol Na₃PO₄) x (98 g H₃PO₄/ 1 mol)
• gramas de H₃PO₄ usado = 29,08 gramas

Este número pode ser usado para determinar a quantidade restante de excesso de reagente.

• Gramas H₃PO₄ restantes = gramas iniciais H₃PO₄ - gramas H₃PO₄ usava
• gramas H₃PO₄ restantes = 30,80 gramas - 29,08 gramas
• gramas H₃PO₄ restantes = 1,72 gramas

Quando 35,60 gramas de NaOH são reagidos com 30,80 gramas de H₃PO₄,

• uma. 48,64 gramas de Na₃PO₄ são formados.
• b. NaOH foi o reagente limitante.
• c. 1,72 gramas de H₃PO₄ permanecer na conclusão.