Dada e equação não balanceada:
CaCO3+HBr <=ftharpoons CaBr2+CO2+H2 O
Sabendo que 10 g de carbonato de cálcio reagem com 15 g de ácido bromídrico, determine a massa de CaBr r2 produzida e o reagente limitante.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente tem uma reação química não balanceada:
CaCO3 + HBr <=ftharpoons CaBr2 + CO2 + H2O
O que a gente precisa descobrir aqui é qual a massa de CaBr2 que vai ser produzida quando 10 g de carbonato de cálcio ( CaCO3) reagirem com 15 g de ácido bromídrico ( HBr). Além disso, queremos saber qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual vai acabar primeiro e determinar a quantidade de produto formado. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e cálculos de massa molar.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química para termos certeza de que está toda equilibrada. Isso é importante porque, na reação balanceada, o número de átomos de cada elemento é igual nos reagentes e nos produtos. Vamos ajustar os coeficientes na equação:
CaCO3 + 2,HBr <=ftharpoons CaBr2 + CO2 + H2O
Agora, temos 1 mol de CaCO3 reagindo com 2 mols de HBr para formar 1 mol de CaBr2, 1 mol de CO2 e 1 mol de H2O.

Passo 3

Vamos calcular as massas molares dos reagentes e produtos para facilitar nossos cálculos:
  • CaCO3:
    • Ca: 40 g/mol
    • C: 12 g/mol
    • O: 16 g/mol × 3 = 48 g/mol
    • Total: 40 + 12 + 48 = 100 g/mol
  • HBr:
    • H: 1 g/mol
    • Br: 80 g/mol
    • Total: 1 + 80 = 81 g/mol
  • CaBr2:
    • Ca: 40 g/mol
    • Br: 80 g/mol × 2 = 160 g/mol
    • Total: 40 + 160 = 200 g/mol

Passo 4

Agora, precisamos descobrir quantos mols de cada reagente temos inicialmente:
  • Para CaCO3:
    nCaCO3 = 10,g100,g/mol = 0,1,mol
  • Para HBr:
    nHBr = 15,g81,g/mol approx 0,185,mol

Passo 5

Agora, usamos a estequiometria da reação balanceada para encontrar o reagente limitante. A equação balanceada diz que 1 mol de CaCO3 reage com 2 mols de HBr. Então, vamos ver se temos HBr suficiente para reagir com todo o CaCO3.
Quantidade de HBr necessária para 0,1 mol de CaCO3:
0,1,mol times 2 = 0,2,mol ,HBr
Mas temos apenas aproximadamente 0,185 mol de HBr, que é menos que 0,2 mol. Isso significa que HBr é o reagente limitante.

Passo 6

Como HBr é o reagente limitante, vamos usar sua quantidade para calcular a massa de CaBr2 produzida. Pela equação balanceada, 2 mols de HBr produzem 1 mol de CaBr2. Então, a relação é:
1,mol ,CaBr22,mol ,HBr
Quantidade de CaBr2 produzida:
nCaBr2 = 0,185,mol times 12 = 0,0925,mol

Passo 7

Agora, convertemos os mols de CaBr2 para massa:
mCaBr2 = 0,0925,mol times 200,g/mol = 18,5,g

Resposta

A massa de CaBr2 produzida é de 18,5,g e o reagente limitante é o ácido bromídrico ( HBr).

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