A seguir, uma reação química em que são dadas as condições iniciais (quantidade de cada substância):
6 H2+P4 longrightarrow 4 PH3
10,0 mol 3,0 mol longrightarrow 3,5 mol
(a) Determine xi se 1,5 mol de P4 reage para formar o produto.
(b) Neste caso, é possível que xi seja igual a 3? Por que sim ou por que não?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de estequiometria, que é a parte da química que estuda as quantidades das substâncias envolvidas em uma reação química. A reação que estamos olhando é:
6 H2 + P4 longrightarrow 4 PH3
Temos as quantidades iniciais de cada substância:
  • H₂ (hidrogênio): 10,0 mol
  • P₄ (fósforo): 3,0 mol
  • PH₃ (fosfina): 3,5 mol
O que a gente precisa resolver:
(a) Calcular a extensão da reação ( xi) se 1,5 mol de P₄ reage.
(b) Verificar se xi pode ser igual a 3 e explicar o porquê.

Passo 2

Vamos começar entendendo o que é a extensão da reação ( xi). Ela representa a quantidade de “vezes” que a reação ocorre a partir dos reagentes. Basicamente, quanto a reação “avança”.
Na equação balanceada:
6 H2 + P4 longrightarrow 4 PH3
Para cada 1 mol de P₄ que reage, 6 mol de H₂ são consumidos e 4 mol de PH₃ são produzidos.

Passo 3

Para encontrar xi, usamos a relação entre a quantidade que reage e os coeficientes estequiométricos da reação. A fórmula geral é:
xi = Mol dos rea>=ntes que rea>=mCoeficiente estequiométrico do rea>=nte é
No caso, queremos saber xi quando 1,5 mol de P₄ reagem.

Passo 4

Aplicando a fórmula:
xi = 1,5 mol de P41 (coeficiente de P4) = 1,5
Então, xi = 1,5.

Resposta

(a) A extensão da reação xi é 1,5.

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