domingo, 27 de maio de 2012

Casos particulares de cálculos estequiométricos: 2 Quando são dadas as quantidades de dois (ou mais) reagentes

          Olá caros leitores, hoje iremos falar sobre estequiometria, mas precisamente sobre o caso particular 2. Como podemos perceber, tudo parece muito complicado, mas não desista, é fácil e prático de entender. Quer ver?



            Vamos analisar a seguinte situação: se, para montar um carro , são necessários 5 pneus (4 mais 1 reserva)  e 1 volante, quantos carros poderemos montar com 315 pneus e 95 volante?
 Para resolver esse problema vamos precisar de uma simples e fácil regra de 3, utilizando informações já pre- escrita na questão:
                                                          5 pneus -------> 1 carro        
                                                       315 pneus -------> x              x= 35 carros

            Percebemos que podemos montar com 315 pneus, 35 carros e os volantes? Como para cada carro é preciso de apenas 1 volante, portanto sobrarão 32 volantes (95-63 = 32).
Concluímos assim que na questão proposta, existem volantes "excesso" (ou pneus "em falta"). Podemos ainda dizer que o número de pneus constitui o fator limitante em nossa linha de montagem. 
            Com as reações químicas acontece algo semelhante. Vamos considerar o seguinte exemplo: Misturam-se 147 g de ácido sulfúrico e 100g de hidróxido de sódio para que reajam segundo a equação H2SO4  + 2NaOH ---->  Na2SO4 + 2H2O (massas atômicas: H=1; O=16; Na= 23; S=32). Pode-se calcular:
(a) a massa do sulfato de sódio formada;
(b) a massa do reagente que sobra (em excesso)após a reação.
          Primeiramente, vamos calcular a massa de NaOH que reagiria com os 147 g de H2SO4 mencionados no enunciado do problema:
                                     H2SO4  + 2NaOH ---->  Na2SO4 + 2H2O
                                     98g  -------    2*40g
                                    147g -------     x
                                      x= 120 g de NaOH
          Porém, isso é impossível pois o enunciado do problema informa que temos apenas 100 g de NaOH. Dizemos então que, neste problema, o H2SO4 é o reagente em excesso, pois seus 147 g "precisariam" de 120 g de NaOH para reagir completamente - mas nós só temos 100 g de NaOH.
          Vamos, agora, "inverter" o cálculo, isto é, determinar a massa  H2SO4 que reage com os 100 g de NaOH dados no enunciado do problema:
                                    H2SO4  + 2NaOH ---->  Na2SO4 + 2H2O
                                     98g  -------    2*40g
                                       y    -------    100 g 
                                       y= 122,5 g de H2SO4
              Agora isso é possível, e significa que os 100 g de NaOH dados no problema reagem com 122,5 g de H2SO4, sobrarão ainda 24,5 g de  H2SO(147- 122,5= 24,5), o que responde a pergunta (b) do problema.
           Ao contrário do  H2SO4 que, neste problema, é o reagente em excesso, dizemos que o NaOH é o reagente em falta, ou melhor, o reagente limitante da reação, pois o NaOH será o primeiro reagente a acabar ou se esgotar, pondo sim um ponto final na reação e determinando as quantidades de produtos que poderão ser formados.
           De fato, podemos calcular:                               <------ reagente limitante
   reagente em excesso--->        ( H2SO4)  +( 2NaOH) ---->  Na2SO4 + 2H2O
                                                    2*40 g  ------  142 g 
                                                      100 g  ------    z
                                                                           z= 177, 5 g de Na2SO4
              Isso responde à pergunta (a) do problema. Veja que o cálculo foi feito a partir dos 100 g de NaOH (reagente limitante), mas nunca poderia ter sido feito a partir dos 147 g de H2SO4 (reagente em excesso), pois chegaríamos a um resultado falso - note que os 147 g de H2SO4 não podem reagir integralmente, por falta de NaOH.

Viram que não é tão complicado? 
Só é estudar e vontade de aprender que vamos passar em qualquer prova!
                                      
                                                    Boa Sorte nos estudos! 
 

Fonte:  http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA8iUAE/estequiometria
FELTRE, RICARDO, 1928- . QUÍMICA / RICARDO FELTRE. - 6 . ed. - São Paulo : Moderna, 2004

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