(EsPCEx 2019)
“As reações químicas ocorrem sempre em uma proporção constante, que corresponde ao número de mol indicado pelos coeficientes da equação química. Se uma das substâncias que participa da reação estiver em quantidade maior que a proporção correta, ela não será consumida totalmente. Essa quantidade de substância que não reage é chamada excesso (...). O reagente que é consumido totalmente, e por esse motivo determina o fim da reação, é chamado de reagente limitante.”
USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química, Vol. 1: Química Geral. 14ª ed. Reform - São Paulo: Ed. Saraiva, 2009, pág. 517
Um analista precisava neutralizar uma certa quantidade de ácido sulfúrico (H2SO4) de seu laboratório e tinha hidróxido de sódio (NaOH) à disposição para essa neutralização. Ele realizou a mistura de 245 g de ácido sulfúrico com 100 g de hidróxido de sódio e verificou que a massa de um dos reagentes não foi completamente consumida nessa reação. Sabendo-se que o reagente limitante foi completamente consumido, a massa do reagente que sobrou como excesso após a reação de neutralização foi de
Dado: massa atômica do H = 1u; O = 16 u; Na = 23 u; C = 35,5.
Primeiro nós temos que montar a equação.
Vamos por partes.
O analista tem uma certa quantidade de ácido sulfúrico
H2SO4 +
que ele quer neutralizar com hidróxido de sódio (NaOH)
H2SO4 +NaOH
essa reação produz sulfato de sódio e água
H2SO4 +NaOH → Na2SO4 +H2O
Montamos a equação, o segundo passo é balanceá-la.
Inicialmente nós consideramos 1 mol de cada substância
1 H2SO4 +1 NaOH → 1 Na2SO4 +1 H2O
Mas veja, no lado esquerdo temos 1 mol de NaOH, se em 1 molécula de hidróxido há 1 átomo de Na, então em 1 mol de NaOH há 1 mol de Na.
No lado direito temos 1 mol de Na2SO4 e se 1 molécula de sulfato tem 2 átomos de Na, em 1 mol de Na2SO4 temos 2 mols de Na. As quantidades de sódio nos lados esquerdo e direito diferem, então precisamos balancear a equação (igualar o Na e todos os outros elementos nos 2 lados).
Se colocarmos 2 mols de NaOH
1 H2SO4 +2 NaOH → 1 Na2SO4 +1 H2O
igualamos o Na (2 mols de cada lado), porém note que há 4 mols de H nos reagentes e apenas 2 mols nos produtos
Se colocarmos 2 mols de H2
1 H2SO4 +2 NaOH → 1 Na2SO4 +2 H2O
igualamos o H, O e S.
Equação balanceada vamos calcular o que a questão pede.
Veja 1 mol de H2SO4 reage com 2 mols de NaOH
Nós sabemos que em 1 mol de H2SO4 tem 2 mols de H e foi dado na questão que 1 mol de H tem 1 g, então 2 mols têm 2 g.
Temos também 1 mol de S com 32 g.
E 4 mols de O cada um com 16 g totalizando 64 g.
Somando tudo dá 98 g.
Aplicando o mesmo raciocínio para 2 mols de NaOH descobrimos que eles têm 80 g, ou seja, 98 g de H2SO4 reagem com 80 g de NaOH
sendo assim 100 g de hidróxido reagem com x gramas de ácido
se o havia 245 g de ácido e 100 g de NaOH reagem com 122,5, então sobram 245 -122,5 = 122,5 de ácido.