Responda o que é pedido a seguir:
(a) Identifique o reagente limitante na reação 6 Na(l)+Al2 O3(s) 2 Al(l)+3 Na2 O(s) quando 5,52 g de Na são aquecidos com 5,10 g de Al2 O3.
(b) Que massa de Al pode ser produzida?
© Que massa de reagente em excesso permanece ao final da reação?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente vai trabalhar com uma reação química onde precisamos descobrir qual reagente é o limitante, quanto de alumínio (Al) será produzido e quanto do reagente em excesso sobra. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e cálculos de massa e mols. Vamos precisar converter as massas dadas em mols, comparar as proporções da reação e fazer alguns cálculos simples.

Passo 2

Primeiro, vamos converter as massas de sódio (Na) e de óxido de alumínio (Al₂O₃) para mols. Para isso, usamos a fórmula:
número de mols = massa (g)massa molar (g/mol) ú
A massa molar do Na é aproximadamente 22,99 g/mol, e a do Al₂O₃ é aproximadamente 101,96 g/mol.
Mols de Na = 5,52, g22,99, g/mol approx 0,240, mol
Mols de Al2O3 = 5,10, g101,96, g/mol approx 0,050, mol

Passo 3

Agora, vamos olhar para a equação balanceada da reação:
6, Na + Al2O3 2, Al + 3, Na2O
Isso significa que 6 mols de Na reagem com 1 mol de Al₂O₃. Vamos descobrir qual reagente é o limitante comparando a quantidade disponível com a quantidade necessária.
Para 0,050 mol de Al₂O₃, precisaríamos de:
6, mol Na times 0,050, mol Al2O3 = 0,300, mol Na
Mas a gente só tem 0,240 mol de Na, que é menos que 0,300 mol. Então, o Na é o reagente limitante.

Passo 4

Agora que sabemos que o Na é o limitante, vamos calcular quanto de Al pode ser produzido. De acordo com a equação, 6 mols de Na produzem 2 mols de Al. Então, a relação é:
2, mol Al6, mol Na = 13, mol Al por mol Na
Então, com 0,240 mol de Na:
0,240, mol Na times 13, mol Al/mol Na = 0,080, mol Al
Agora, convertendo os mols de Al para gramas. A massa molar do Al é aproximadamente 26,98 g/mol.
Massa de Al = 0,080, mol times 26,98, g/mol approx 2,16, g

Passo 5

Por fim, vamos descobrir quanto do reagente em excesso (Al₂O₃) permanece após a reação. Primeiro, vamos ver quantos mols de Al₂O₃ foram consumidos.
Da equação, 1 mol de Al₂O₃ reage com 6 mols de Na. Como usamos 0,240 mol de Na:
Mols de Al2O3 = 0,240, mol Na6 = 0,040, mol
A gente começou com 0,050 mol de Al₂O₃, então o que sobra é:
0,050, mol - 0,040, mol = 0,010, mol
Convertendo isso para gramas:
Massa de Al2O3, excessante = 0,010, mol times 101,96, g/mol approx 1,02, g

Resposta

(a) O reagente limitante é o sódio (Na).
(b) A massa de alumínio (Al) produzida é aproximadamente 2,16 g.
© A massa de Al₂O₃ em excesso que permanece é aproximadamente 1,02 g.

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