Na reação 2 AI+6 HCl 2 AICl3+3 H2, 12 g de Al reagem com 30 g de HCl . Qual é o reagente limitante e qual é o volume de H2 produzido?

Passo 1

Vamos resolver um problema de estequiometria envolvendo reagentes limitantes. Na reação química:
2 Al + 6 HCl 2 AlCl3 + 3 H2
Temos 12 g de alumínio (Al) reagindo com 30 g de ácido clorídrico (HCl). Nosso objetivo é descobrir qual dos reagentes é o limitante e quanto de hidrogênio gasoso ( H2) será produzido.

Passo 2

Primeiro, precisamos calcular a quantidade de matéria (em mols) de cada reagente. Para isso, usamos a fórmula:
Mols = Massa (g)Massa Molar (g/mol)
As massas molares são aproximadamente:
  • Al: 27 g/mol
  • HCl: 36,5 g/mol
Então:
Mols de Al = 12,g27,g/mol approx 0,444,mol
Mols de HCl = 30,g36,5,g/mol approx 0,822,mol

Passo 3

Agora, vamos usar a relação estequiométrica da reação para ver qual reagente vai acabar primeiro.
A reação mostra que 2 mols de Al reagem com 6 mols de HCl, ou seja, para cada mol de Al, precisamos de 3 mols de HCl.
Vamos calcular quantos mols de HCl são necessários para reagir com os 0,444 mols de Al:
0,444,mol,Al times 3,mol,HCl1,mol,Al = 1,332,mol,HCl
Mas temos apenas 0,822 mols de HCl, que é menos do que os 1,332 mols necessários. Isso significa que o HCl é o reagente limitante.

Passo 4

Agora que sabemos que o HCl é o reagente limitante, vamos ver quanto H2 será produzido.
A reação indica que para cada 6 mols de HCl, são produzidos 3 mols de H2. Simplificando, para cada 2 mols de HCl, produz-se 1 mol de H2.
Então:
0,822,mol,HCl times 1,mol,H22,mol,HCl = 0,411,mol,H2

Passo 5

Por fim, vamos converter os mols de H2 para volume. Considerando condições padrão de temperatura e pressão (0°C e 1 atm), 1 mol de gás ocupa aproximadamente 22,4 litros.
0,411,mol,H2 times 22,4,L/mol approx 9,2,L

Resposta

O reagente limitante é o HCl, e o volume de H2 produzido é aproximadamente 9,2 litros.

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