Cálculos estequiométricos - parte2

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Cálculo Estequiométrico – parte 2
Prof. Dr. Marcio Marçal Lobo
Panambi, novembro de 2020
Reagente limitante e reagente em excesso 
→Reagente limitante é aquele que é consumido completamente em uma reação química. É o
reagente q determina o fim da reação.
→Os reagentes que “sobram” são denominados reagentes em excesso.
→Em muitas reações químicas, há reagentes que estão em menor proporção estequiométrica do
que “deveriam”. Esses reagentes determinam o rendimento final do processo.
→Muitos exemplos podem ser encontrados no dia-a-dia, como a corrosão de uma barra de ferro, a
combustão da gasolina em motores automotivos, etc.
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Exemplo: Como identificar o reagente limitante
O processo comercial mais importante para a obtenção de amônia é baseado na reação química
entre gás hidrogênio e gás nitrogênio. Baseado na equação abaixo, diga quantos mols de NH3
podem ser formados a partir da reação entre 3 mols de N2 e 6 mols de H2.
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N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)
A reação química ocorre na proporção de 1 mol de nitrogênio para 3 mols de hidrogênio, ou seja 1:3! 
Se no reator químico houver 3 mols de N2, qual a quantidade de H2 necessária para consumir 
completamente o N2 do reator?
1 mol de N2 ------- 3 mols de H2
3 mols de N2 ------- X mols de H2
X = 9 mols de H2
O problema informa que só há 6 mols de H2
no reator. De acordo com a equação química,
haveria necessidade de 9 mols de H2 para
consumir completamente o N2. Assim, o H2 é
o reagente limitante e o N2 é o reagente em
excesso!
Sabendo o reagente limitante, como saber a quantidade 
máxima de produto que poderá ser formada?
Realizando o cálculo estequiométrico!
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3 mol de H2 ------- 2 mols de NH3
6 mols de H2 ------- X mols de NH3
X = 4 mols de NH3
n = m
M
Obs.: para determinar o reagente limitante a partir da massa de um reagente, é NECESSÁRIO
converter a massa em QUANTIDADE DE MATÉRIA (n). Obs.: vocês pode achar o termo “quantidade
de matéria” também como “número de mols”
Reagentes que contém impurezas
Em muitas situações, os reagentes ~que participam da reação~ estão sob a forma de uma mistura
e o composto de interesse é expresso na forma de um percentual.
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1) Uma amostra de 340,0 g de salitre do chile, cujo teor em nitrato de sódio, NaNO3(s), é de
75%, reage com ácido sulfúrico concentrado, H2SO4(conc.), produzindo bissulfato de sódio,
NaHSO4(aq), e ácido nítrico, HNO3(aq). A massa necessária de H2SO4 para reagir completamente
com o NaNO3 presente na amostra de salitre do chile é de:
a) 392 g
b) 294 g
c) 422 g
d) 147 g
e) 522 g
Dados:
Massa molar do NaNO3 = 85 g/mol
340 g da mistura tem 75% de NaNO3
Ou seja: 340 x 0,75 = 255 g de NaNO3
340 g de salitre ---- 100%
X g ------------- 75% de NaNO3
X = 255 g de NaNO3
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1) Uma amostra de 340,0 g de salitre do chile, cujo teor em nitrato de sódio, NaNO3(s), é de
75%, reage com ácido sulfúrico concentrado, H2SO4(conc.), produzindo bissulfato de sódio,
NaHSO4(aq), e ácido nítrico, HNO3(aq). A massa necessária de H2SO4 para reagir completamente
com o NaNO3 presente na amostra de salitre do chile é de:
a) 392 g
b) 294 g
c) 422 g
d) 147 g
e) 522 g
n = m n = 255 n = 3 mols de NaNO3
M 85
X = 255 g de NaNO3
Isto representa, em mols:
Massa de H2SO4 necessária para consumir o NaNO3:
1 mol de NaNO3 -- 1 mol de H2SO4 --- 98 g/mol
3 mols de NaNO3 ---------------------------- x g
X = 98 g/mol x 3 mols
X = 294 g de H2SO4
Rendimento de uma reação química
O rendimento de uma reação química é determinado pelo percentual de produto que se forma a
partir do consumo de todo o reagente limitante.
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Fórmula
Ou através de Regra de 3
Umas das formas de calcular o rendimento de uma reação será descrita no 
exercício resolvido a seguir
1) O ácido adípico (C6H10O4), utilizado para produzir náilon, é fabricado comercialmente por meio
de uma reação entre o cicloexano (C6H12) e o oxigênio molecular (O2)
a) Considere que você realizou essa reação com 25 g de cicloexano e que ele é o reagente
limitante, qual o rendimento teórico para obtenção o ácido adípico?
b) Se você obtiver 33,5 g de acido adípico, qual o rendimento percentual da reação?
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2 C6H12(l) + 5 O2(g) → 2 C6H10O4(g) + 2 H2O(l)
RESOLUÇÃO
a) 25 g de C6H12 → achar a quantidade de matéria (n)
n = m/M n = 25/84 n = 0,30 mols de C6H12
Cálculo do rendimento
b) n = 33,5/146 n = 0,23 mols de C6H10O4
0,30 mol de C6H10O4 ---- 100%
0,23 mol de C6H10O4 ------- X%
X = 76,7%
Cálculo do rendimento pela fórmula
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Rendimento real: 0,23 mols de acido adípico
Rendimento teórico: 0,30 mols de ácido adípico
Rendimento percentual: é o que eu quero saber! 
Rendimento percentual = 0,23 mols x 100 
0,30 mols
R = 76,7% 
EXERCÍCIOS
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1) O carbonato de cálcio é um calcário usado como matéria-prima na obtenção da cal, de acordo com 
a reação 
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
A massa de cal produzida na calcinação de 200 kg de carbonato é:
a) 112 kg
b) 56 kg
c) 28 kg
d) 100 kg
e) 200 kg
EXERCÍCIOS
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2) Utilizando 148 g de hidróxido de cálcio Ca(OH)2, a massa obtida de CaCl2, segundo a equação 
abaixo, é:
HCl (aq) + Ca(OH)2 (aq) → CaCl2 (aq) + H2O (l)
a) 111 g
b) 75,5 g
c) 222 g
d) 74 g
e) 22,4 g
EXERCÍCIOS
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3) Antiácido estomacal, preparado à base de bicarbonato de sódio (NaHCO3), reduz a acidez
estomacal provocada pelo excesso de ácido clorídrico segundo a reação:
HCl (aq) + NaHCO3 (aq) → NaCl (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
(massa molar NaHCO3 = 84 g/mol; volume molar = 22,4 L/mol a 0 °C e 1 atm). Para cada 1,87 g de
bicarbonato de sódio, o volume de gás carbônico liberado a 0 °C e 1 atm é de aproximadamente:
a) 900 mL
b) 778 mL
c) 645 mL
d) 499 mL
e) 224 mL
EXERCÍCIOS
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4) O brometo de cálcio encerra 20% de íons cálcio em massa. Ao reagir 4 g de cálcio metálico e 4 g
de bromo líquido, teremos, no máximo:
Ca(s) + Br2(l) → CaBr2(s)
a) 8 g de brometo de cálcio
b) 7 g de brometo de cálcio
c) 6 g de brometo de cálcio
d) 5 g de brometo de cálcio
e) 4 g de brometo de cálcio
EXERCÍCIOS
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5) A equação da ustulação da pirita (FeS2) é:
4 FeS2 (s) + 11 O2 (g) → 8 SO2 (g) + 2 Fe2O3 (s)
A massa de óxido férrico obtida, em kg, a partir de 300 kg de pirita, que apresenta 20% de impurezas,
é igual a:
a) 160
b) 218
c) 250
d) 320
e) 480
EXERCÍCIOS
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6) Em um tubo, 16,8 g de bicarbonato de sódio (NaHCO3) são decompostos, pela ação do calor, em
carbonato de sódio sólido (Na2CO3), gás carbônico (CO2) e vapor de água (H2O). O volume de gás
carbônico, em litros, obtido nas CNTP, supondo o rendimento da reação igual a 90%, é igual a:
a) 2,02
b) 2,48
c) 4,48
d) 4,03
e) 8,96
EXERCÍCIOS
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7) O gás hidrogênio pode ser obtido em laboratório a partir da reação de alumínio com ácido sulfúrico,
cuja equação química não ajustada é dada a seguir:
Al(s) + H2SO4(aq) → Al2(SO4)3(s) + H2(g) 
Um analista utilizou uma quantidade suficiente de H2SO4(aq) para reagir com 5,4 g do metal e obteve
5,71 litros do gás nas CNTP. Nesse processo, o analista obteve um rendimento aproximado de:
a) 75%
b) 80%
c) 85%
d) 90%
e) 95%
EXERCÍCIOS
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8) O boro sólido pode ser extraído do óxido de boro sólido, por reação com magnésio sólido em altas
temperaturas.
a) Escreva a equação balanceada para a reação;
B2O3 + Mg → B(s) + MgO
b) Se 125 g de óxido de boro (B2O3) forem aquecidos com 125 g de magnésio (Mg), qual a
massa de boro (B(s)) produzida?