DESAFIO DE REAGESTES LIMITANTES

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Digamos que para neutralizar 4,9 toneladas de ácido sulfúrico (H2SO4) foram utilizados 8,0 toneladas de carbonato de cálcio (CaCO3). Determine:
a) Há reagente em excesso e reagente limitante? Se houver, quais são?
b) Qual a massa de sulfato de cálcio (CaSO4) formado?
c) Se houver reagente em excesso, qual é a massa que não participou da reação?
(Massas molares: H= 1 g/mol, S = 32 g/mol, O = 16 g/mol, Ca = 40 g/mol, C = 12 g/mol).
Resolução:
Sempre temos que escrever a equação balanceada da reação, que nesse caso é:
H2SO4(ℓ) + CaCO3 (s) → CaSO4(s) + H2O(ℓ) + CO2(g)
A proporção estequiométrica entre as três substâncias de nosso interesse é 1 : 1 : 1. Relacionando com as suas massas moleculares e com as massas dadas no exercício, temos:
M (H2SO4(ℓ)) = (2 . 1) + (32) + (4 . 16) = 98 g/mol
M (CaCO3(s)) = (40) + (12) + (3 . 16) = 100 g/mol
M (CaSO4(s)) = (40) + (32) + (4 . 16) = 136 g/mol
H2SO4(ℓ) + CaCO3 (s) → CaSO4(s) + H2O(ℓ) + CO2(g)
    ↓               ↓                ↓
1 mol         1 mol          1 mol
98 g            100 g          136 g
4,9 t            8,0 t
Agora vamos seguir as etapas que foram mencionadas, sendo que a primeira é considerar uma das substâncias reagentes como limitante e determinar quanto de produto será formado. Vamos começar com o ácido sulfúrico:
98 g de H2SO4(ℓ) --------- 136 g de CaSO4(s)
4,9 t de H2SO4(ℓ) --------- x
x = 6,8 t de CaSO4(s)
A segunda etapa é fazer o mesmo procedimento para o outro reagente:
100g de CaCO3 (s) --------- 136 g de CaSO4(s)
8,0 t de CaCO3 (s) --------- y
y = 10,88 t de CaSO4(s
O ácido sulfúrico (H2SO4(ℓ)) é o reagente limitante, porque correspondeu à menor quantidade de reagente formada. Assim, as respostas para as perguntas são:
a) Sim, o ácido sulfúrico (H2SO4(ℓ)) é o reagente limitante e o carbonato de cálcio (CaCO3(s)) é o reagente em excesso.
 b) A massa do sulfato de cálcio (CaSO4(s)) formada é igual a 6,8 t (que é a massa formada de acordo com o cálculo feito para o reagente limitante).
c) A massa do carbonato de cálcio que não participou da reação é a diferença entre a quantidade que foi posta para reagir e a quantidade que de fato reagiu.
Para sabermos quanto que reagiu, basta fazer a seguinte regra de três:
98 g de H2SO4(ℓ) --------- 100g de CaCO3(s)
4,9 t de H2SO4(ℓ) --------- m
m = 5,0 t de CaCO3 (s)
Agora é só diminuir:
8,0t – 5,0t = 3,0t
A massa do reagente em excesso que não participou da reação é igual a 3,0 toneladas.