Considerando a mistura de 200 g de NH_{4}F com 166 g de NaAI(OH)_{4} e 160 g de NaOH, e levando em consideração o contexto descrito acima, responda as questões a seguir. a) Descreva, por meio de um texto em detalhes, como você faria para determinar qual é o reagente limitante desta reação. b) Descreva, também, mediante um texto em detalhes, como você procederia para determinar o rendimento percentual dessa reação, considerando o produto criolita.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem uma mistura de 200 g de NH₄F, 166 g de NaAl(OH)₄ e 160 g de NaOH. O que você precisa sabe é qual desses reagentes é o limitante na reação e qual o rendimento percentual quando o produto formado é a criolita. Para resolver isso, a gente vai precisar usar conceitos de estequiometria, como mols, reagentes limitantes e rendimento químico.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir qual é o reagente limitante. Isso significa identificar qual dos reagentes vai acabar primeiro na reação, determinando a quantidade máxima de produto que pode ser formada.

Passo 3

Para isso, precisamos saber a equação química balanceada da reação entre NH₄F, NaAl(OH)₄ e NaOH que forma a criolita. Supondo que a reação seja:
2 NH4F + NaAl(OH)4 + 2 NaOH AlF3 + 4 H2O + 2 NaF + 2 NH3

Passo 4

Com a equação balanceada, vamos calcular os mols de cada reagente. Primeiro, precisamos das massas molares:
  • NH₄F: N (14) + 4H (4) + F (19) = 37 g/mol
  • NaAl(OH)₄: Na (23) + Al (27) + 4O (64) + 4H (4) = 118 g/mol
  • NaOH: Na (23) + O (16) + H (1) = 40 g/mol

Passo 5

Agora, calculamos os mols:
  • Mols de NH₄F: $ \frac{200 , g}{37 , g/mol} \approx 5,41 , mol $
  • Mols de NaAl(OH)₄: $ \frac{166 , g}{118 , g/mol} \approx 1,41 , mol $
  • Mols de NaOH: $ \frac{160 , g}{40 , g/mol} = 4,00 , mol $

Passo 6

Agora, usando a equação balanceada, vemos a proporção dos reagentes:
  • 2 mol de NH₄F reagem com 1 mol de NaAl(OH)₄ e 2 mol de NaOH.

Passo 7

Vamos calcular quantos mols de cada reagente seriam necessários para reagir completamente com os outros:
  • Para 5,41 mol de NH₄F, precisaríamos de $ \frac{5,41}{2} = 2,705 $ mol de NaAl(OH)₄ e 5,41 mol de NaOH.
  • Mas temos apenas 1,41 mol de NaAl(OH)₄ e 4,00 mol de NaOH disponíveis.

Passo 8

Comparando o que temos com o que precisamos:
  • O NaAl(OH)₄ está disponível em menor quantidade do que o necessário para reagir com todo o NH₄F.
  • Além disso, o NaOH também está em menor quantidade do que o necessário.

Passo 9

Isso indica que o NaAl(OH)₄ é o reagente limitante, pois ele vai acabar primeiro, limitando a quantidade de produto formado.

Passo 10

Agora, para o rendimento percentual, precisamos saber quanto de criolita (produto) foi realmente formado em relação ao quanto poderia ser formado teoricamente.

Passo 11

Primeiro, calculamos os mols teóricos de criolita baseados no reagente limitante (NaAl(OH)₄). Pela equação, 1 mol de NaAl(OH)₄ produz 1 mol de AlF₃ (supondo que a criolita é AlF₃ para simplificar).
Mols teóricos de AlF₃ = 1,41 mol.

Passo 12

Agora, se na prática você obteve, por exemplo, 1,20 mol de AlF₃, o rendimento percentual seria:
Rendimento = ( 1,201,41 ) times 100 approx 85,11%

Resposta

a) Para determinar o reagente limitante, calculamos os mols de cada reagente e comparamos com a proporção da equação balanceada, concluindo que o NaAl(OH)₄ é o limitante.
b) O rendimento percentual é calculado comparando os mols obtidos do produto com os mols teóricos, multiplicado por 100, resultando em aproximadamente 85,11%.

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