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sábado, 1 de outubro de 2022

CÁLCULO COM REAGENTE EM EXCESSO

01) Nas indústrias petroquímicas, o enxofre pode ser obtido pela seguinte reação:

2H2S + 1SO2 => 3S + 2H2O

Qual é a quantidade máxima de enxofre, em gramas, que pode ser obtida partindo-se de 5,0 mols de H2S e 2,0 mols de SO2 ?

Resumo teórico e resolução do exercício

Relação: mols de um reagente com a massa de enxofre.

Lembrete: bastava um dos dois dados fornecidos dos reagentes para calcular a quantidade de enxofre produzida, logo deve ter algum reagente em excesso.

Precisamos testar a proporção usando apenas um dado de reagente, qualquer um dos dois é válido.

Leitura molar: dois mols de H2S reage com um mol de SO2

2mols ............. 1 mol
5mols ............. x

x = 2,5 mols e não 2 mols, logo o H2S esta em excesso, não poderemos usá-lo no cálculo diretamente.

Cálculo da quantidade de enxofre produzida.

Leitura molar: 1 mol de SO2 reage e produz 3 mols de enxofre( 96g), logo 2 mols produzirá o dobro, ou seja 6 mols.

Massa correspondente a 6 mols é:

x = (6 . 32g) = 192g de enxofre.



02) 0,54g de alumínio reagem com 2,13g de cloro, dando 2,67g de cloreto de alumínio. Se numa outra experiência, adicionarmos 2,70g de alumínio a 15g de cloro, pergunta-se:

Qual é a massa, em excesso, do reagente?

Qual é a massa, do composto formado?

Resumo teórico e resolução do exercício

Relação: massa com massa

a) cálculo da massa de reagente em excesso.

Primeiro precisamos testar quem esta em excesso e como as massas reagentes e produzidas foram dadas não tem necessidade de montar a equação da reação, pois a montagem teria como objetivo calcular estas massas.

0,54g .................. 2,13g
2,70g  .................  x g   

x = 10,65g, logo este reagente esta em excesso, pois a massa usada foi de 15,0g.

Excesso:  15,0g – 10,65g = 4,35g


b) Cálculo da massa do composto formado.

0,54g ............. 2,67g
2,70g ............. x

x = 13,35g é a massa do composto formado.



03) 5,6 gramas de óxido de cálcio são postos a reagir com 5,4 gramas de dióxido de carbono. Determinar:

a) a massa do composto formado

b) qual o composto em excesso

c) a massa do excesso

Resumo teórico e resolução do exercício

a) a massa do composto formado

A reação é: 1CaO + 1CO2 => 1CaCO3

Cálculo das massas molares


1CaO = (1 . 40) + (1 . 16) = 56 gramas


1CO2 = (1 . 12) + (2 . 16) = 44 gramas

1CaCO3 = (1 . 40) + (1 . 12) + (3 . 16) = 100 gramas

Leitura mássica da reação: 56 gramas de CaO reagem com 44 gramas de CO2 produzindo 100 gramas de CaCO3, logo 5,6 gramas de CaO reagem 

com 4,4 gramas de CO2 produzindo 10,0 gramas de CaCO3.
Resposta: 10 gramas de CaCO3


b) qual o composto em excesso


Observe acima que a massa de dióxido de carbono que ira reagir é igual a 4,4 gramas, como foi adicionado 5,4 gramas de dióxido de carbono, teremos esse reagente em excesso.

c) a massa do excesso

Excesso = 5,4 = 4,4 = 1,0 gramas de dióxido de carbono.



04) Quando 56g de ferro são colocados para reagir com 40g de enxofre, de acordo com a reação:
Fe + S → FeS

Dados: Fe (56g); S (32g), qual o reagente que esta em excesso e qual a massa do excesso?

Resumo teórico e resolução do exercício

Cálculo das massas molares

1Fe = (1 . 56) = 56 gramas


1S = (1 . 32) = 32 gramas

1FeS = (1 . 56) + (1 . 32) = 88 gramas

Leitura mássica da reação
: 56 gramas de ferro reagem com 32 gramas de enxofre produzindo 88 gramas de sulfeto de ferro II.


Reagente em excesso é o enxofre, pois a quantidade  a reagir é igual a 32 gramas e foram adicionados 40 gramas.

Excesso = 40 - 32 = 8 gramas de enxofre(S) em excesso.



05) O cloreto de alumínio é um reagente muito utilizado em processos industriais que pode ser obtido por meio da reação entre alumínio metálico e cloro gasoso.
Se 2,70g de alumínio são misturados a 4,0g de cloro, a massa produzida, em gramas, de cloreto de alumínio é:

Resumo teórico

Reação: 2Al  +  3Cl2  => 2 AlCl3

Leitura mássica: 54 gramas de alumínio metálico reagem com 213 gramas de gás cloro produzindo 267 gramas de cloreto de alumínio.

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.

Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá cloreto de alumínio.

Resolução do exercício

54 g Al ..............  213 g Cl2
2,7 g Al .............   x g Cl2

x= 10,65 gramas de cloro reagiria com 2,7 gramas de alumínio, logo 4 gramas de cloro reagirá com menos, ou seja o alumínio tem mais do que precisa para reagir, ele esta em excesso.

O cálculo deve ser feito com o reagente que não esta em excesso, ou limitante.

213g Cl2  .............  267g AlCl3
4 g Cl2 .................   x g AlCl3

x =  5,01 gramas de AlCl3 será produzido.


06) Um óxido de magnésio apresenta 40% de oxigênio, em massa. 
Para fazer a combustão de 2,00 g de magnésio metálico, dispõe-se de 3,00 g de gás oxigênio. Feita a reação, verifica-se que houve:

a) formação de 5,00 g de óxido de magnésio.

b) formação de 4,00 g de óxido de magnésio.
c) formação de 3,33 g de óxido de magnésio.
d) excesso de 1,33 g de gás oxigênio.
e) excesso de 0,50 g de magnésio metálico.

Resumo teórico

Observe que o exercício forneceu dois dados de reagentes sem necessidade e nas alternativas deixa claro que deve ter reagente em excesso.


Reação: Mg  +  1/2 O2  =>  MgO


Leitura mássica: 24 gramas de magnésio reagem com 16 gramas de gás oxigênio produzindo 40 gramas de óxido de magnésio.


Resolução do exercício

24g Mg ...............  16 g O2

2 g Mg ................   x g O2

x = 1, 33 g de gás oxigênio, mas o exercício diz que a massa a disposição é de 3 gramas, logo tem massa em excesso que não vai reagir, desconsideramos este valor no cálculo da quantidade de óxido de magnésio.


Cálculo do excesso de gás oxigênio.


Excesso = 3 g - 1,33 g = 2,67 gramas


Cálculo da massa de óxido de magnésio produzida na reação.


24g Mg .................  40g MgO

2 g Mg ..................   x g MgO

x = 1,333 g de MgO


Resposta letra C



07) Efetuando-se a reação entre 9 g de alumínio metálico e 231 g de gás cloro obtém-se quantos gramas de cloreto de alumínio.

Resumo teórico

Reação: 2Al  +  3Cl2  => 2 AlCl3

Leitura mássica: 54 gramas de alumínio metálico reagem com 213 gramas de gás cloro produzindo 267 gramas de cloreto de alumínio.

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.

Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá cloreto de alumínio.

Resolução do exercício

54g Al ................  213g Cl2
9 g Al .................  x g Cl2

x = 35,5 g e a massa fornecida de gás cloro foi de 231gramas, logo o gás cloro tem massa em excesso para essa reação.

Cálculo da massa de cloreto de alumínio usando 9 gramas de alumínio metálico que não esta em excesso(reagente limitante).

54 g Al ...............  267g AlCl3
9 g Al .................  xg AlCl3

x =  44,5 gramas



08) Calcule a massa de água obtida pela reação completa entre 4 g de hidrogênio e 40 g de oxigênio, se o rendimento da reação é 100%:

Resumo teórico e resolução do exercício

Reação: 2H2  +  1O2  => 2H2O

Leitura mássica: 4 gramas de gás hidrogênio reagem com 32 gramas de gás oxigênio produzindo 36 gramas de água líquida.

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.

Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá água.

Observe que o teste diz que 4 gramas de gás hidrogênio tem 40 gramas de gás oxigênio para reagir, logo o gás oxigênio tem 8 gramas em excesso.
Vamos considerar a massa de gás hidrogênio para calcular a massa de água produzida.

Pela leitura mássica 4 gramas de gás hidrogênio produzirá 36 gramas de água líquida.



09) Cromo metálico pode ser produzido pela reação de óxido de cromo III com alumínio metálico segundo a equação:

2Al + Cr2O3 → Al2O3 + 2Cr

Supondo reação completa, a massa de cromo produzida pela reação de 5,4 kg de alumínio metálico com 20,0 kg de óxido de cromo III é:

Resumo teórico

Leitura mássica: 54 gramas de alumínio metálico reagem com 252 gramas de óxido de cromo III produzindo 102 gramas de óxido de alumínio mais 104 gramas de cromo metálico.

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.

Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá cromo metálico.

Lembrando que 1 Kg = 10gramas

Resolução do exercício

54 g Al ................. 152 g Cr2O3

5,4 . 103g Al ......... x g Cr2O3

x =15,2 .10g = 15,2 Kg de óxido de cromo III, massa menor que a fornecida, logo esta em excesso.

Cálculo do cromo metálico produzido usando a massa de alumínio metálico.


54 g Al ................... 104 g Cr 

5,4 . 103g Al ........... x g Cr

x = 10,4 . 10gramas ou 10,4Kg de cromo metálico foi produzida.



10)
 A reação completa entre 5,0 g de gás carbônico e 8,0 g de hidróxido de sódio, segundo a equação:


CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O

produz ........ gramas de carbonato de sódio, restando ......... gramas do reatante colocado em excesso. 

Os números que preenchem corretamente as lacunas são, respectivamente:

Resumo teórico

Leitura mássica: 44 gramas de gás carbônico reagem com 80 gramas de hidróxido de sódio produzindo 106 gramas de carbonato de sódio mais 18 gramas de água.

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.

Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá cromo metálico.

Resolução do exercício

44g CO2 ............. 80 g NaOH
5 g CO2 ............. x g NaOH

x = 9,09 gramas de NaOH reagem com 5 gramas de gás carbônico, massa maior que a disponível, logo o gás carbônico esta em excesso, não poderemos utilizar para calcular a quantidade de carbonato de sódio.

Cálculo do excesso de gás carbônico.

44 g CO2 ................  80 g NaOH
x g CO2 ..................  8 g NaOH

x = 4,4 g de gás carbônico

Excesso = 5g - 4,4 g = 0,6 gramas é a quantidade de gás carbônico em excesso.

Cálculo da massa de carbonato de sódio produzido.

80g NaOH .............  106 g de Na2CO3
8 g NaOH ..............  x g 

x = 10,6 gramas de carbonato de sódio.

Os números que preenchem as lacunas são 10,6 g de carbonato de sódio e 0,6 gramas de gás carbônico.


11) 5,6 gramas de óxido de cálcio são postos a reagir com 5,4 gramas de dióxido de carbono. Determinar:
a) a massa do composto formado;
b) qual o composto em excesso;
c) a massa do excesso.

Resumo teórico

Reação: CaO  +  CO2  => CaCO3

Leitura mássica: 56 gramas de óxido de cálcio(CaO) reage com 44 gramas de gás carbônico(CO2) produzindo 100 gramas de carbonato de cálcio(CaCO3).

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.

Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá cromo metálico.

Resolução do exercício

56g CaO ............  44g CO2
5,6g CaO ............. x g CO2

x = 4,4 gramas de gás carbônico, mas a massa adicionada para reagir foi de 5,4 gramas, logo esta em excesso, não deve ser usada no cálculo da massa do composto formado.

a) cálculo da massa do composto formado

56g CaO ................ 100g CaCO3
5,6g CaO ..............  xg CaCO3

x = 10 gramas

b) qual o composto em excesso: o gás carbônico(CO2)

c) a massa do excesso

Excesso: 5,4 g - 4,4 g = 1,0 gramas de gás carbônico (CO2)



12) Considere a reação de produção do álcool metílico com rendimento de 100%.

CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l)

      Se 48g de gás hidrogênio são adicionados a 140g de monóxido de carbono, após a reação podemos concluir que a massa de álcool metílico formada é:

Resumo teórico

Leitura mássica: 28 gramas de monóxido de carbono(CO) reage com 4 gramas de gás hidrogênio(H2) produzindo 32 gramas de álcool metílico (CH3OH).

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.

Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá álcool metílico.

Resolução do exercício

28g CO  ............. 4g H2
140g CO ............  x g

x = 20 g de gás hidrogênio, mas a massa disponível para reagir é de 48 gramas, esta em excesso, não poderá ser usada no cálculo da massa de álcool metílico formada.

Cálculo da massa de álcool metílico formada.

28 g CO ............. 32 g CH3OH
140 g CO ...........  x g CH3OH

x = 160 gramas



13) Considere a reação em fase gasosa:   1N2 + 3H2 → 2NH3

Fazendo-se reagir 4 litros de gás nitrogênio com 9 litros de gás hidrogênio em condições de pressão e temperatura constantes, pode-se afirmar que o reagente em excesso é o:

Resumo teórico

Leitura volumétrica: 1. 22,4 litros de gás nitrogênio reage com 3. 22,4litros de gás hidrogênio produzindo 2. 22,4 litros de gás amônia.

Resolução do exercício

Cálculo do reagente em excesso

22,4 litros N
2  ............. 3. 22,4 litros H2
4 litros N2 ..................  x litros H2

x = 12 litros de gás hidrogênio, volume maior que o adicionado para reagir, logo o gás hidrogênio esta em excesso.

Cálculo do volume de gás hidrogênio em excesso.

Excesso = 12 litros - 9 litros = 3 litros.



14) Na reação: 2H2 + 1O2 → 2H2

Misturando-se 3g de gás hidrogênio e 30g de gás oxigênio, qual a massa de água formada após ocorrer a reação?

Resumo teórico

Leitura mássica: 4 gramas de gás hidrogênio(H2) reage com 32 gramas de gás oxigênio(O2) produzindo 36 gramas de água (H2O).

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.

Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá álcool metílico.

Resolução do exercício

4g H2  ............. 32g O2

3g H2 ..............  xg O2

x = 24 gramas de gás oxigênio reagem com 3 gramas de gás hidrogênio, logo se adicionarmos 30 gramas de gás oxigênio este estará em excesso, não pode ser usado no cálculo da água formada.

Cálculo da água formada.

4g H2  ............. 36g H2O
3g H2 .............  x g

x = 27 gramas de água serão formadas.



15) 
São colocadas para reagir entre si as massas de 1,00 g de sódio metálico e 1,00 g de cloro gasoso. 
Considere que o rendimento da reação é 100%. 

A afirmação correta é:


a) há excesso de 0,153 g de sódio metálico.

b) há excesso de 0,352 g de sódio metálico.
c) há excesso de 0,282 g de cloro gasoso.
d) há excesso de 0,153 g de cloro gasoso.
e) nenhum dos dois elementos está em excesso.

Resumo teórico

Reação: 2Na(s)  +  Cl2(g) => 2 NaCl(s)


Leitura mássica: 46 gramas de sódio metálico(Na) reage com 71 gramas de gás cloro(Cl2) produzindo 117 gramas de cloreto de sódio sólido(NaCl).

Como o exercício forneceu 2 dados de reagentes, sem necessidade, para calcular a massa de um produto, deve ter reagente em excesso.


Precisamos verificar se tem e quem é o excesso, pois parte dessa substância não vai reagir e não produzirá álcool metílico.

Resolução do teste

46g Na  ............. 71g Cl2

1g Na ................  xg Cl2

x = 1,53 gramas de cloro gasoso reage com 1 grama de sódio metálico, mas foi misturado apenas 1 grama de cloro gasoso, logo o sódio metálico esta em excesso.


Cálculo do excesso de sódio metálico.

46g Na  ............. 71g Cl2
xg Na ................  1g Cl2

x = 0,648 gramas de sódio metálico vão reagir com 1 grama de cloro gasoso

Excesso = 1,00 - 0,648 = 0,352 gramas de sódio metálico

Resposta: letra B

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