2a. LISTA QG Reagente limitante

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2ª LISTA - EXERCÍCIOS DE PROVAS ANTIGAS – Reagente limitante 
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1a Questão 
 
O silício puro, Si, é um dos componentes de chips de computador. A etapa final de sua 
obtenção envolve a reação entre o tetracloreto de silício, SiCl4, e o magnésio, Mg, 
conforme a representação abaixo: 
 
SiCl4(l) + 2Mg(s)  Si(s) + 2MgCl2(s) 
 
Responda as questões que se seguem, sabendo que 500,0 g de SiCl4 foram colocados 
para reagir com 500,0 g de Mg. 
a) Qual é o reagente limitante da reação? Mostre com cálculos. 
b) Calcule a quantidade, em mol, de cada uma das quatro espécies após o término da 
reação, considerando 100 % de rendimento. 
c) Calcule o rendimento percentual da reação quando forem obtidos 70,0 g de Si. 
 
Dados: 
M(SiCl4) = 169,9 g mol
-1 
M(Mg) = 24,31 g mol-1 
M(Si) = 28,09 g mol-1 
 
Gabarito: 
a) O reagente limitante é o SiCl4. 
b) n (SiCl4) = 0; n (Mg) = 14,68 mol; n (Si) = 2,943 mol; n (MgCl2) = 5,886 mol 
c) 84,7 % 
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2a Questão 
 
O nitrito de sódio, NaNO2, é usado na fabricação de corantes e também como 
conservante em carnes processadas para evitar o botulismo. Ele pode ser preparado 
borbulhando os gases monóxido de nitrogênio, NO, e oxigênio, O2, em uma solução 
aquosa de carbonato de sódio, Na2CO3. Após observar a reação abaixo responda as 
seguintes questões: 
 
2Na2CO3(aq) + 4NO(g) + O2(g) → 4NaNO2(aq) + 2CO2(g) 
 
a) Calcule a massa, em gramas, de NaNO2 que resulta ao reagirmos 748 g de Na2CO3 
com um excesso de NO e O2. Considere 100 % de rendimento. 
b) Em outra condição utilizou-se 225 mL de Na2CO3 1,50 mol L
-1 e 22,1 g de NO. 
Considerando que o O2 está em excesso, determine o reagente limitante, mostrando com 
cálculos. 
c) Calcule a quantidade de NaNO2, em massa, nas condições do item b, sabendo que o 
rendimento percentual da reação é de 95 %. 
 
Dados: 
M(NaNO2) = 68,99 g mol
-1 
M(Na2CO3) = 105,99 g mol
-1 
M(NO) = 30,0 g mol-1 
 
Gabarito: 
a) 974 g 
b) Na2CO3 é o reagente limitante 
c) 44 g 
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3ª Questão 
 
O único minério de cromo de importância comercial é a cromita, FeCr2O4. O metal na sua 
forma elementar é obtido da cromita em um processo que envolve diversas etapas: 
 
4 FeCr2O4(s) + 8 Na2CO3(s) + 7 O2(g)  8 Na2CrO4(s) + 2 Fe2O3(s) + 8CO2(g) eq. 1 
2 Na2CrO4(aq) + H2SO4(aq)  Na2Cr2O7(aq) + Na2SO4(aq) + H2O(l) eq. 2 
Na2Cr2O7(s) + 2 C(s)  Cr2O3(s) + Na2CO3(s) + CO(g) eq. 3 
Cr2O3(s) + 2 Al(s)  2 Cr(l) + Al2O3(s) eq. 4 
 
Considere que, ao longo de todo o processo, o reagente contendo cromo é o limitante e 
que partiu-se de 6000 kg de FeCr2O4. 
 
a) Calcule massa de Na2CO3, em kg, necessária para se efetuar a calcinação completa da 
cromita (equação 1). 
b) Calcule a concentração de Na2Cr2O7, em mol L
-1, na solução resultante da segunda 
etapa para um volume final obtido de 15000 L, assumindo que as reações descritas pelas 
equações 1 e 2 têm rendimentos de 100 %. 
c) Se, a partir dessa quantidade inicial de minério, forem obtidos 2370 kg de cromo puro, 
qual seria o rendimento percentual global do processo? 
 
Dados: 
M(FeCr2O4) = 223,837 g mol
-1; 
M(Na2CO3) = 105,989 g mol
-1; 
M(Cr) = 51,996 g mol-1 
 
Gabarito: 
a) 5682 kg; 
b) 1,787 mol L-1 
c) 85,01 % 
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4ª Questão 
 
Na revelação de chapas fotográficas a base de sais de prata, como por exemplo, o 
brometo de prata, AgBr, este é removido com uma solução aquosa de tiosulfato de sódio, 
Na2S2O3, segundo a reação abaixo: 
 
2 Na2S2O3(aq) + AgBr(s)  Na3[Ag(S2O3)2](aq) + NaBr(aq) 
 
Considere uma chapa fotográfica que contém 940 mg de AgBr e responda as questões 
abaixo: 
 
a) Calcule a percentagem de AgBr que reage com 250 mL de uma solução com 0,50 % 
em massa de Na2S2O3 e densidade 1,01 g mL
-1. 
b) Defina reagente limitante e indique qual é o reagente limitante no item (a). 
c) Calcule a quantidade em mol do reagente que ficou em excesso. 
 
Dados: 
M(Na2S2O3) = 158 g mol
-1 
M(AgBr) = 188 g mol-1 
 
Gabarito: 
a) 80 %; 
b) Reagente limitante é aquele que numa reação está presente em quantidade inferior à 
estequiométrica. No item a o reagente limitante é o Na2S2O3; 
c) 0,0010 mol de AgBr 
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5ª Questão 
 
O 1-bromobutano, C4H9Br, é um composto incolor, comumente usado como agente de 
alquilação. 
 
Considere que a produção de C4H9Br ocorre a partir de 1,33 g de brometo de sódio, NaBr, 
em 1,50 mL de água, seguida pela adição de 0,800 mL de 1-butanol, C4H9OH, e 1,10 mL 
de ácido sulfúrico concentrado, H2SO4, conforme a equação abaixo e faça o que se pede. 
 
NaBr(aq) + C4H9OH(l) + H2SO4(l)  C4H9Br(l) + NaHSO4(aq) + H2O(l) 
 
a) Calcule a fração em mol de NaBr na mistura de reagentes. 
b) Calcule o rendimento percentual, assumindo-se que somente 1,10 g do C4H9Br, fosse 
produzido. 
c) Explique por que, geralmente, as reações não atingem 100 % de rendimento. 
 
Dados: 
densidade (C4H9OH) = 0,810 g mL
-1 
densidade (H2SO4) = 1,84 g mL
-1 
densidade (H2O) = 1,00 g mL
-1 
M(C4H9OH) = 74,122 g mol
-1 
M(C4H9Br) = 137,019 g mol
-1 
M(NaBr) = 102,894 g mol-1 
M(H2SO4) = 98,077 g mol
-1 
M(H2O) = 18,015 g mol
-1 
 
Gabarito: 
a) 0,103 
b) 91,8 % 
c) Reação competitiva, reação incompleta no momento da medição, reações que atingem 
um equilíbrio dinâmico, impurezas nos reagentes, quando não se sabe da presença delas. 
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6ª Questão 
 
O óxido nitroso, N2O, é um gás incolor, também conhecido como gás hilariante ou gás do 
riso, pela propriedade de provocar contrações musculares involuntárias na face. Este gás 
é utilizado como anestésico e também para aumentar a potência de motores à 
combustão. Uma das formas de obtenção do N2O é pela reação do ácido nítrico, HNO3, 
com cloreto estanoso, SnCl2, na presença de ácido clorídrico, HCl, conforme equação 
abaixo: 
 
2HNO3(aq) + 4SnCl2(s) + 8HCl(aq)  4SnCl4(aq)+ 5H2O(aq) + N2O(g) 
 
Considere que foram utilizados 2000 g de SnCl2, 1700 g de HCl e 2,00 L de HNO3 
(solução aquosa contendo 53,0 % de HNO3, em massa e densidade igual a 1,33 g mL
-1). 
Faça o que se pede. 
 
a) Calcule o rendimento teórico, em gramas, de N2O. 
b) Calcule o volume, em litros, de N2O produzido sabendo que a densidade do gás N2O é 
1,81 g L-1. 
c) Calcule o rendimento percentual se forem produzidos 35,0 L de N2O. 
 
Dados: 
M(HNO3) = 63,01 g mol
-1 
M(HCl) = 36,46 g mol-1 
M(SnCl2) = 260,50 g mol
-1 
M(N2O) = 44,01 g mol
-1 
 
Gabarito: 
a) 84,47 g 
b) 46,7 L 
c) 75,0 % 
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7ª Questão 
 
Parte A 
A potassa comercial é constituída de hidróxido de potássio, KOH, e impurezas inertes. 
Uma amostra de potassa com massa de 8,3334 g foi dissolvida com água pura em balão 
volumétrico de 500,0 mL. A um volume de 25,00 mL desta solução foi adicionado 0,5010 
g de ácido sulfúrico, H2SO4 (eq. 1). O excesso de H2SO4 reagiu exatamente com 40,92 
mL de hidróxido de sódio, NaOH, 0,1003 mol L-1 (eq. 2). 
 
2KOH(aq) + H2SO4(aq)  K2SO4(aq) + 2H2O(l) eq. 1 
2NaOH(aq) + H2SO4(aq)  Na2SO4(aq) + 2H2O(l) eq. 2 
 
a) Determine a porcentagem em massa (% m/m) de KOH na amostra de potassa. 
 
Parte B 
b) Determine o volume de uma solução concentrada de H2SO4 98,0 % em massa 
(densidade igual a 1,80 g mL-1) necessário parapreparar 900,0 mL de uma solução de 
H2SO4 0,200 mol L
-1. 
c) Em um laboratório, encontrou-se uma solução de H2SO4 com densidade 1,16 g mL
-1. 
Neste caso, podemos afirmar que g mL-1, refere-se a uma unidade de concentração? 
Justifique a sua resposta. 
 
Dados: 
M (KOH) = 56,11 g mol-1 
M (NaOH) = 40,00 g mol-1 
M (H2SO4) = 98,07 g mol
-1 
 
Gabarito: 
a) 82,32 % 
b) 10,0 mL 
c) Não, pois a concentração se refere a massa do soluto e a densidade se refere a massa 
da solução.