Considere que 100 mols de Fe reagem com 100 mols de
para formar hidróxido de ferro. Se a reação transcorre até um ponto onde sobram
, qual é a conversão do reagente limitante? Qual é a extensão da reação?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química! A gente tem a reação química:
A gente começa com 100 mols de ferro (Fe) e 100 mols de oxigênio (
). Depois da reação, restam 60 mols de
. Nossa missão é descobrir qual foi a conversão do reagente limitante e qual foi a extensão da reação. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que nos ajudam a entender as relações entre as quantidades das substâncias envolvidas na reação.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar qual é o reagente limitante, ou seja, qual reagente vai se esgotar primeiro na reação. Para isso, vamos usar a estequiometria da reação.
A reação diz que:
- 2 mols de Fe reagem com 1 mol de
.
Então, a relação molar entre Fe e
é de 2:1.
Passo 3
Vamos calcular quantos mols de
seriam necessários para reagir completamente com os 100 mols de Fe:
Mas a gente começa com 100 mols de
, então, na verdade, precisaria só de 50 mols para reagir com o Fe disponível. Isso quer dizer que o
é o reagente em excesso, e o Fe é o reagente limitante.
Passo 4
Agora, sabemos que o Fe é o limitante e tem 100 mols. A conversão do reagente limitante é a fração do reagente que foi consumida durante a reação.
Vamos calcular quantos mols de
realmente foram consumidos:
Passo 5
Sabendo que cada 1 mol de
consome 2 mols de Fe, vamos calcular quantos mols de Fe foram consumidos:
Passo 6
Agora, a conversão do reagente limitante (Fe) é a fração que foi consumida em relação ao total disponível:
Passo 7
Por fim, a extensão da reação (
) representa quantos mols de produto foram formados. Pela estequiometria, 2 mols de Fe produzem 2 mols de
. Ou seja, a extensão é igual aos mols de Fe consumidos divididos pelo coeficiente:
Resposta
A conversão do reagente limitante (Fe) é de 80% e a extensão da reação é de 40 mols.