A reação CuO+H2 Cu+H2 O ocorre com 20 g de CuO e 10 g de H2. Qual é o reagente limitante e quantos gramas de Cu são produzidos?

Passo 1

Vamos resolver um problema de reação química onde temos CuO e H2 reagindo para formar Cu e H2O. Precisamos descobrir qual desses reagentes vai acabar primeiro (o reagente limitante) e quantos gramas de cobre (Cu) serão produzidos. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que envolvem cálculos de mols e relações entre os reagentes na equação química.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação:
CuO + H2 Cu + H2O
Essa equação já está balanceada, o que facilita nossos cálculos.

Passo 3

Agora, precisamos converter as massas dos reagentes em mols. Para isso, usamos a fórmula:
número de mols = massa (g)massa molar (g/mol)ú
Vamos calcular para cada reagente:
  • Massa molar da CuO:
    • Cu: 63,55 g/mol
    • O: 16,00 g/mol
    • Total: 63,55 + 16,00 = 79,55 g/mol
    Então,
    nCuO = 20,g79,55,g/mol approx 0,251,mol
  • Massa molar da H2:
    • H: 1,01 g/mol
    • Total: 2 × 1,01 = 2,02 g/mol
    Então,
    nH2 = 10,g2,02,g/mol approx 4,950,mol

Passo 4

Com os mols calculados, vamos verificar a relação entre eles conforme a equação balanceada. A reação mostra que 1 mol de CuO reage com 1 mol de H2.
Comparando os mols que temos:
  • CuO: 0,251 mol
  • H2: 4,950 mol
Vemos que para cada mol de CuO, precisamos de 1 mol de H2. Mas temos muito mais H2 do que o necessário para reagir com todo o CuO. Isso significa que o CuO vai se esgotar primeiro.

Passo 5

Portanto, o reagente limitante é o CuO.

Passo 6

Agora, vamos calcular quantos gramas de Cu serão produzidos. Pela equação balanceada, 1 mol de CuO produz 1 mol de Cu.
Então,
nCu = nCuO = 0,251,mol
Calculando a massa de Cu:
  • Massa molar do Cu: 63,55 g/mol
Massa de Cu = 0,251,mol times 63,55,g/mol approx 15,95,g

Resposta

O reagente limitante é o CuO e são produzidos aproximadamente 16,0 g de Cu.

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