A seguinte reação química com as quantidades iniciais com os número de mols estão listadas abaixo:
Calcular a extensão da reação química de cada um dos participantes da reação química.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química onde os reagentes são hidrogênio () e fósforo () que reagem para formar fosfina (). As quantidades iniciais de cada substância estão dadas em mols:
Nosso objetivo aqui é calcular a extensão da reação () para cada participante dessa reação química. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre estequiometria e a forma como as quantidades de reagentes e produtos se relacionam.
Passo 2
Primeiro, vamos revisar o que significa “extensão da reação” (). Basicamente, nos indica quantos mols os reagentes foram consumidos ou os produtos formados à medida que a reação avança. A equação geral para isso é:
No caso da nossa reação:
Isso significa:
A cada mols de reação que ocorre:
6 mols de são consumidos
mols de são consumidos
4 mols de são formados
Passo 3
Agora, vamos aplicar isso às quantidades iniciais fornecidas:
Quantidade inicial de : 18,0 mols
Quantidade inicial de : 2,0 mols
Quantidade inicial de : 1,0 mol
Usando a equação geral:
Passo 4
Para encontrar a extensão máxima da reação (xi), precisamos identificar qual reagente vai se esgotar primeiro, ou seja, qual é o reagente limitante. Vamos calcular xi para cada reagente:
Para H2:
18,0 - 6xi >= 0 Rightarrow xi <= 3,0 mol
Para P4:
2,0 - xi >= 0 Rightarrow xi <= 2,0 mol
Comparando os dois resultados, vemos que xi não pode ser maior que 2,0 mol, pois a P4 seria totalmente consumida primeiro. Portanto, P4 é o reagente limitante.
Passo 5
Agora que sabemos que xi = 2,0 mol, podemos calcular a extensão da reação para cada participante: