3 NaHCO3(aq)+H3 C6 H5 O7(aq) 3 CO2(g)+3 H2 O(l)+Na3 C6 H5 O7(aq)
Em um determinado experimento 1,00 g de bicarbonato de sódio e 1,00 g de ácido cítrico são deixados reagir: (a) Qual é o reagente limitante ? (b) Quantos gramas de dióxido de carbono são formados? © Quantos gramas de reagente em excesso sobram depois que o reagente limitante é completamente consumido?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! O problema envolve uma reação química entre bicarbonato de sódio (NaHCO₃) e ácido cítrico (H₃C₆H₅O₇). Vamos precisar usar conceitos de estequiometria, como massa molar, mol, reagente limitante e cálculo de produtos e reagentes em excesso.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar qual dos reagentes é o limitante. O reagente limitante é aquele que se esgota primeiro na reação, determinando a quantidade de produto que será formado.

Passo 3

Para isso, precisamos calcular o número de mols de cada reagente que temos.
  • Massa molar do NaHCO₃:
    Na = 23 , g/mol, , H = 1 , g/mol, , C = 12 , g/mol, , O = 16 , g/mol
    MNaHCO3 = 23 + 1 + 12 + (16 times 3) = 84 , g/mol
    Mols de NaHCO3 = 1,00 , g84 , g/mol approx 0,0119 , mol
  • Massa molar do H₃C₆H₅O₇:
    H = 1 , g/mol, , C = 12 , g/mol, , O = 16 , g/mol
    MH3C6H5O7 = (3 times 1) + (6 times 12) + (5 times 1) + (7 times 16) = 192 , g/mol
    Mols de H3C6H5O7 = 1,00 , g192 , g/mol approx 0,00521 , mol

Passo 4

Agora, analisamos a relação da reação:
3 , NaHCO3 + H3C6H5O7 3 , CO2 + 3 , H2O + Na3C6H5O7
Para cada 3 mols de NaHCO₃, precisamos de 1 mol de H₃C₆H₅O₇. Vamos verificar qual reagente está em menor quantidade proporcional.
Calculamos a quantidade necessária de H₃C₆H₅O₇ para reagir com todos os mols de NaHCO₃:
0,0119 , mol NaHCO33 = 0,00397 , mol H3C6H5O7
Como temos 0,00521 mols de H₃C₆H₅O₇ disponíveis, que é mais que os 0,00397 mols necessários, o NaHCO₃ é o reagente limitante.

Passo 5

Agora, vamos calcular quantos gramas de CO₂ são formados. Pela equação, 3 mols de NaHCO₃ produzem 3 mols de CO₂. Portanto, a quantidade de mols de CO₂ será igual à dos mols de NaHCO₃.
Mols de CO2 = 0,0119 , mol
Massa molar do CO₂:
12 + (16 times 2) = 44 , g/mol
Massa de CO2 = 0,0119 , mol times 44 , g/mol approx 0,524 , g

Passo 6

Por fim, vamos descobrir quantos gramas do reagente em excesso (H₃C₆H₅O₇) permanecem após a reação.
Sabemos que consumimos 0,00397 mols de H₃C₆H₅O₇ para reagir com o NaHCO₃.
Mols restantes de H3C6H5O7 = 0,00521 , mol - 0,00397 , mol = 0,00124 , mol
Convertendo para gramas:
Massa restante = 0,00124 , mol times 192 , g/mol approx 0,238 , g

Resposta

(a) O reagente limitante é o bicarbonato de sódio (NaHCO₃).
(b) São formados aproximadamente 0,524 g de dióxido de carbono (CO₂).
© Restam cerca de 0,238 g de ácido cítrico (H₃C₆H₅O₇) após a reação.

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