Podemos preparar diborano partindo do hidreto de lítio pela seguinte reação, não balanceada:
Se usarmos 2 mol de
e
, qual a quantidade de
produzida? Qual o reagente limitante?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. A gente tem uma reação química onde misturamos hidreto de lítio (
) com trifluoreto de boro (
) para produzir fluoreto de lítio tetraborato (
) e diborano (
). A pergunta é: se a gente usar 2 mols de
e 2 mols de
, quanto de
vai ser formado? E qual dos reagentes vai acabar primeiro, ou seja, qual é o reagente limitante? Para resolver isso, vamos precisar balancear a equação química e depois usar a estequiometria para encontrar as quantidades.
Passo 2
Primeiro passo, vamos balancear a equação química. Isso significa ajustar os coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja igual dos dois lados da seta. A equação não está balanceada ainda:
Começamos olhando para cada elemento:
- Boro (B): Do lado dos reagentes, temos 1 B em
. Do lado dos produtos, temos 1 B em e 2 B em , totalizando 3 B. - Hidrogênio (H): Do lado dos reagentes, temos 1 H em
. Do lado dos produtos, temos 4 H em e 4 H em , totalizando 8 H. - Flúor (F): 3 F em
e 4 F em .
Para balancear, ajustamos os coeficientes:
Agora, checando:
- Boro: 3 B dos reagentes (3 BF3) e 4 B dos produtos (4 LiBF4 + 2 B de B2H4). Não está balanceado. Parece que precisamos ajustar novamente.
Vamos tentar:
Verificando:
- Boro: 1 B dos reagentes e 3 B dos produtos (1 em LiBF4 + 2 em B2H4). Ainda não balanceado. Parece que a equação original está incompleta ou incorreta, mas para o propósito do exercício, vamos assumir que a equação balanceada correta é:
Passo 3
Agora que temos a equação balanceada, vamos identificar a relação molar entre os reagentes e produtos. A equação balanceada nos diz que:
- 4 mols de
reagem com 3 mols de para produzir 4 mols de e 1 mol de .
Isso significa que a cada 4 mols de
, a gente obtém 1 mol de
.
Passo 4
Com isso, vamos identificar qual dos reagentes é o limitante. A gente tem 2 mols de
e 2 mols de
. Vamos ver quantos mols de
cada reagente pode produzir:
-
Para
: Se 4 mols deproduzem 1 mol de , então 2 mols de produziriam: -
Para
: Da equação balanceada, 3 mols deproduzem 1 mol de . Então, 2 mols de produziriam:
Passo 5
O reagente que produz menos mols de
será o limitante, porque é ele que vai acabar primeiro. Nesse caso:
-
pode produzir 0,5 mol de -
pode produzir aproximadamente 0,666 mol de
Como 0,5 mol é menor que 0,666 mol, o
é o reagente limitante.
Passo 6
Então, a quantidade máxima de
que pode ser produzida é 0,5 mol, já que o
vai acabar primeiro.
Resposta
A quantidade de
produzida é de 0,5 mol e o reagente limitante é o hidreto de lítio (
).
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e
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