Suponha que
de Fe são colocados para reagir com
de
para formar
. Que elemento restou em excesso e qual a massa (g) de reagente em excesso?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem acessado de química, mais especificamente estoqiometria, que trata das relações entre as quantidades das substâncias envolvidas em uma reação química. Aqui, precisamos descobrir qual dos reagentes está sobrando depois da reação e qual é a massa desse reagente em excesso. Para isso, vamos usar as quantidades de mol de Fe e O₂ que a gente tem e a equação química da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação entre o ferro (Fe) e o oxigênio (O₂) para formar o óxido de ferro (III), que é
:
Essa equação nos mostra que 4 mols de Fe reagem com 3 mols de O₂ para formar 2 mols de
.
Passo 3
Agora, precisamos entender a proporção entre os reagentes. Da equação balanceada, vemos que:
- 4 mols de Fe reagem com 3 mols de O₂.
Queremos saber se a quantidade de Fe ou de O₂ vai se esgotar primeiro, ou seja, qual é o reagente limitante.
Passo 4
Vamos calcular quantos mols de cada reagente são necessários para reagir completamente.
Temos 0,26 mol de Fe. Pela proporção da equação:
Então, a quantidade de O₂ necessária para 0,26 mol de Fe é:
Agora, comparamos essa quantidade com a quantidade que temos disponível, que é 0,40 mol de O₂.
Passo 5
Como precisamos apenas de 0,195 mol de O₂ para reagir com todo o Fe que temos (0,26 mol), mas temos 0,40 mol disponíveis, o oxigênio está em excesso. Ou seja, o O₂ é o reagente em excesso, e o Fe é o reagente limitante.
Passo 6
Vamos calcular quanto de O₂ vai sobrar após a reação.
Quantidade de O₂ em excesso:
Agora, vamos converter os mols de O₂ em massa. A massa molar do O₂ é aproximadamente 32 g/mol (cada átomo de O tem cerca de 16 g/mol):
Resposta
O oxigênio (
) ficou em excesso e a massa de O₂ em excesso é aproximadamente 6,56 g.