Estequiometria - Caso particular 2: Quando são dadas as quantidades de dois (ou mais reagentes)

Geralmente, ao estudar as reações, nós as encaramos como ideais, isto é, encaramos que todos os reagentes reagem completamente. No entanto, no mundo real isto nem sempre ocorre. Por exemplo: há a impureza dos reagentes, seu manejo inadequado, imprecisão das medidas efetuadas pelos aparelhos do laboratório ou máquinas industriais, a pressão e a temperatura podem variar, e assim por diante.

Para garantir que a reação ocorra e para ocorrer mais rápido, é adicionado, geralmente, um excesso de reagente. Apenas um dos reagentes estará em excesso. O outro reagente será o limitante.

Estes cálculos podem ser identificados quando o problema apresenta dois valores de reagentes. É necessário calcular qual destes reagentes é o limitante e qual deles é o que está em excesso. Depois de descobrir o reagente limitante e em excesso, utiliza-se apenas o limitante como base para os cálculos estequiométricos. 

Exemplo 1: 400g de NaOH são adicionados a 504g de HNO3. Calcule a massa NaNO3 obtida e a massa do reagente em excesso. (Dados: Massa molar HNO3; 63g/mol; Massa molar NaNO3: 85g/mol).

NaOH + HNO3 ————–> NaNO3 + H2O

Resolução:

Em primeiro lugar, como a equação já está balanceada,  precisamos descobrir quem é o reagente que está  limitando a reação, e o reagente que está em excesso.  Vamos escolher o NaOH para os cálculos.

       Dado                    Pergunta

400 g NaOH ——–  x g HNO3

                                   40 g NaOH ———   63 g HNO3           x= 630g HNO3

Acabamos de descobrir que se reagíssemos 400g de NaOH  precisaríamos de 630 g de HNO3, porém não temos 630 g de HNO3.  Logo,  faltaria HNO3 se reagíssemos tudo que temos de NaOH. Então concluímos que o NaOH é o reagente em excesso.

          >>  Calculando a quantidade de excesso.

     Dado              Pergunta

504g HNO3 —– y g NaOH

                                          63g HNO3 —— 40g NaOH                   y= 320g NaOH

           
             Excesso NaOH: 400 – 320g = 80 g

Realizando os cálculos para o HNO3 descobrimos que se reagíssemos as 504g de HNO3 iríamos precisar de 320g de NaOH, sobrando 80 g de NaOH. Concluindo assim que nosso reagente limitante é o HNO3.

>> Calculo da Massa do Produto

  

Devemos utilizar SEMPRE o reagente Limitante para calcular o produto. 

                        Dado                     Pergunta 

                      504g HNO3 ——  z g NaNO3

                     63 g HNO3 —— 85 g NaNO3             z= 680g NaNO3

Exemplo 2: Uma massa de 138 g álcool etílico (C₂H₆O) foi posta para queimar com 320g de oxigênio (O₂), em condições normais de temperatura e pressão. Qual é a massa de gás carbônico liberado e o excesso de reagente, se houver?

Resolução:
A reação balanceada é dada por:

                                   1 C₂H₆O_(V)     +    3 O_2(g)  →   2CO_2(g) + 3H₂O_(v) 

                                        1 mol                  3 mol            2 mol
                                          46 g                    96g            88g

                                          138g                  320g

Só de analisarmos os dados, vemos que a massa de oxigênio é proporcionalmente maior que a do álcool, assim o oxigênio é o reagente em excesso e o álcool etílico é o reagente limitante.

Calculando a massa de gás carbônico formado a partir da quantidade do reagente limitante:

46g de C₂H₆O ------------88g de CO₂ 

138g de C₂H₆O--------------------x
x = 264 g de CO₂

A massa de oxigênio em excesso é determinada de forma análoga:

46g de C₂H₆O ------------ 96 O₂
138g de C₂H₆O ----------------x
x = 288 g de O₂

A massa em excesso é a diferença da massa que foi colocada para reagir e a que efetivamente reagiu:

320g - 288g = 32 g

  Postado por: Anne Borges