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Voltar a Física e Química A

O reagente limitante fixa a produção máxima

11.º anoPercurso edumaterial

O que vais aprender

  • Interpretar equações químicas em mol e identificar o reagente limitante.

Compreender

Os coeficientes da equação indicam razões em quantidade de matéria. Para consumir 2 mol de N₂ seriam necessários 6 mol de H₂, mas existem apenas 3 mol. Portanto H₂ é o reagente limitante e N₂ fica em excesso. A reação de 3 mol de H₂ consome 1 mol de N₂ e forma, teoricamente, 2 mol de NH₃. Usar os 2 mol de N₂ como base sem conferir H₂ duplicaria indevidamente a produção.

O reagente limitante é identificado comparando quantidade disponível dividida pelo coeficiente estequiométrico: 2/1=2 para N₂ e 3/3=1 para H₂. O menor valor corresponde ao número máximo de vezes que a equação escrita pode ocorrer no modelo. Esta comparação é mais segura do que escolher simplesmente o frasco com menos mol, pois os coeficientes podem ser diferentes. A sobra de N₂ é 2−1=1 mol.

O rendimento real pode ser inferior ao valor teórico devido a equilíbrio, perdas ou outras condições. Os dados fornecidos não permitem calcular rendimento experimental, pois falta a quantidade efetivamente obtida. Não se deve confundir massa com mol; para converter o NH₃ a gramas seria necessária a massa molar. O caso usa uma reação industrial apenas como modelo estequiométrico, sem sugerir preparação prática.

Exemplo resolvido

Na reação ideal 2H₂+O₂→2H₂O, misturam-se 5 mol de H₂ e 2 mol de O₂. Assume consumo completo do limitante; determina produção teórica e excesso remanescente.

  1. Os 2 mol de O₂ requerem 4 mol de H₂ pela razão 1:2; existem 5 mol. Logo O₂ limita.
  2. Pela razão 1 mol O₂ : 2 mol H₂O, a produção máxima é 4 mol de H₂O.
  3. Dos 5 mol iniciais de H₂ são consumidos 4 mol, restando 1 mol. Sem massa ou quantidade real de produto, não calculo rendimento experimental.

O₂ é limitante; formam-se teoricamente 4 mol de H₂O e resta 1 mol de H₂.

Atenção ao erro

Confundir os dados do caso ou extrapolar sem verificar condições.

Três peças azuis e duas amarelas formam dois pares; uma peça azul permanece sem par.
Analogia de esgotamento e sobra, não modelo da proporção estequiométrica N₂:H₂ da reação do exercício.

Verifica agora

  1. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é o reagente limitante?

    Ver solução explicada

    Resposta: H₂.

    Compara disponibilidade com coeficientes.

  2. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Quanto N₂ é consumido?

    Ver solução explicada

    Resposta: 1 mol.

    A razão é 1:3 face a H₂.

  3. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Qual é a produção teórica de NH₃?

    Ver solução explicada

    Resposta: 2 mol.

    A razão é 3:2.

  4. Ver a ilustração

    Retoma o texto base da explicação: Podemos calcular o rendimento real?

    Ver solução explicada

    Resposta: Não; falta a quantidade de NH₃ realmente obtida.

    Distingue teórico e experimental.

Alinhamento curricular e fontes

  • Interpretar equações químicas em mol e identificar o reagente limitante., página 11. Objetivo oficial parafraseado: Interpretar equações químicas em mol e identificar o reagente limitante.. O exemplo, a sequência e os exercícios são editoriais. · Aprendizagens Essenciais · fisica-quimica-a · 11-ano