Em um processo de neutralização 200 Kilogramas de ácido nítrico e a mesma quantidade de hidróxido de aluminio
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Qual o reagente limitante e massa que sobra de reagente.
Qual o reagente limitante e massa que sobra de reagente.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! Temos 200 kg de ácido nítrico (HNO₃) e 200 kg de hidróxido de alumínio (Al(OH)₃) numa reação de neutralização. Nosso objetivo é descobrir qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual vai acabar primeiro, e também calcular quanto do outro reagente sobra depois da reação. Para isso, vamos precisar das massas molares dos reagentes e da equação química balanceada da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação de neutralização entre o ácido nítrico e o hidróxido de alumínio:
Nessa equação, 1 mol de hidróxido de alumínio reage com 3 mols de ácido nítrico para formar 1 mol de nitrate de alumínio e 3 mols de água.
Passo 3
Agora, precisamos calcular quantos mols de cada reagente temos.
Primeiro, as massas molares:
- HNO₃: H (1) + N (14) + 3 × O (16) = 1 + 14 + 48 = 63 g/mol
- Al(OH)₃: Al (27) + 3 × O (16) + 3 × H (1) = 27 + 48 + 3 = 78 g/mol
Convertendo as massas dadas para gramas:
- 200 kg = 200.000 g
Calculando os mols:
- Mols de HNO₃: $ \frac{200.000,\mathrm{g}}{63,\mathrm{g/mol}} \approx 3174,6,\mathrm{mol} $
- Mols de Al(OH)₃: $ \frac{200.000,\mathrm{g}}{78,\mathrm{g/mol}} \approx 2564,1,\mathrm{mol} $
Passo 4
Agora, vamos ver qual reagente é o limitante. Pela equação balanceada, 1 mol de Al(OH)₃ precisa de 3 mols de HNO₃:
Mols necessários de HNO₃ para 2564,1 mol de Al(OH)₃:
Mas temos apenas 3174,6 mol de HNO₃ disponível, que é muito menos que 7692,3 mol. Isso significa que o HNO₃ é o reagente limitante, pois vai acabar primeiro.
Passo 5
Agora, vamos calcular quanto de Al(OH)₃ sobra após a reação.
De acordo com a equação, para cada 3 mols de HNO₃, 1 mol de Al(OH)₃ reage. Temos 3174,6 mol de HNO₃, então a quantidade de Al(OH)₃ que reage é:
Agora, subtraímos esse valor da quantidade inicial de Al(OH)₃:
Convertendo de volta para gramas:
Resposta
O reagente limitante é o ácido nítrico (HNO₃) e sobra aproximadamente 117,47 kg de hidróxido de alumínio (Al(OH)₃).