O carbeto de cálcio, CaC2, reage com água para formar hidróxido de cálcio e o gás inflamável etino (acetileno) na reação: CaC2(s)+2 H2 O(l) Ca(OH)2(aq)+C2 H2(g) No passado, esta reação era usada na queima de combustível nas lanternas presas aos capacetes de mineiros, porque os reagentes são facilmente transportados e o acetileno queima como uma chama brilhante (devido às partículas de carbono incandescente formadas).
(a) Qual é o reagente limitante quando 100 g de água reagem com 100 g de carbeto de cálcio?

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado fala sobre a reação do carbeto de cálcio ( CaC2) com água ( H2O) para formar hidróxido de cálcio e acetileno ( C2H2). A pergunta é: Qual é o reagente limitante quando 100 g de água reagem com 100 g de carbeto de cálcio?
Vamos precisar usar conceitos de estequiometria, especificamente cálculo de reagente limitante. Isso envolve converter as massas dadas em mols, comparar as proporções na reação e identificar qual reagente acaba primeiro.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação:
CaC2(s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2(aq) + C2H2(g)
Isso nos mostra que 1 mol de CaC2 reage com 2 mols de H2O.

Passo 3

Agora, precisamos calcular a massa molar de cada reagente para converter as massas dadas em mols.
  • Massa molar do CaC2:
    • Cálcio (Ca): 40,08 g/mol
    • Carbono ©: 12,01 g/mol × 2 = 24,02 g/mol
    • Total: 40,08 + 24,02 = 64,10 g/mol
  • Massa molar da H2O:
    • Hidrogênio (H): 1,008 g/mol × 2 = 2,016 g/mol
    • Oxigênio (O): 16,00 g/mol
    • Total: 2,016 + 16,00 = 18,016 g/mol

Passo 4

Vamos converter as massas dadas em mols usando a fórmula:
Mols = MassaMassa Molar
  • Mols de CaC2:
100,g64,10,g/mol approx 1,56,mol
  • Mols de H2O:
100,g18,016,g/mol approx 5,55,mol

Passo 5

Agora, vamos ver a proporção necessária para reagir completamente os dois reagentes de acordo com a equação balanceada.
  • Para 1,56 mol de CaC2, precisamos de:
1,56,mol times 2 = 3,12,mol de H2O
  • Temos disponível 5,55 mol de H2O, que é mais do que o necessário para reagir com o CaC2 disponível.

Passo 6

Como o H2O está em excesso (tem mais do que o necessário), o CaC2 é o reagente limitante. Isso significa que todo o CaC2 será consumido na reação, e sobrará H2O.

Resposta

O reagente limitante é o carbeto de cálcio ( CaC2).

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