Na reação 2 H2 + O2 ? 2 H2O, dispõe-se de 5,00 g de H2 e 20,0 g de O2. Identifique o reagente limitante e…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Na reação 2 H2 + O2 ? 2 H2O, dispõe-se de 5,00 g de H2 e 20,0 g de O2. Identifique o reagente limitante e calcule a massa de água formada.
- A) O2 é limitante; massa de H2O = 22,5 g.
- B) Apenas 10,0 g de água é formada, pela presença de oxigênio.
- C) 2,5 g de água formada, pois a reação não é completa.
- D) H2 é o reagente limitante, resultando em 15,0 g de água.
- E) A água formada é 45,0 g, considerando excesso de H2.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria de cada reagente. Usando massas molares aproximadas, H2 = 2 g/mol e O2 = 32 g/mol. Para o H2: 5,00 g / 2 g/mol = 2,5 mol. Para o O2: 20,0 g / 32 g/mol = 0,625 mol.
- Consulte a proporção da equação balanceada, 2 mol de H2 para 1 mol de O2. Para consumir os 2,5 mol de H2 seriam necessários 1,25 mol de O2, mas só há 0,625 mol. Logo, o O2 é o reagente limitante e o H2 está em excesso.
- Calcule a água formada a partir do reagente limitante. Pela proporção 1 mol de O2 para 2 mol de H2O, 0,625 mol de O2 produz 1,25 mol de H2O. Como a massa molar da água é 18 g/mol, a massa formada é 1,25 mol x 18 g/mol = 22,5 g.
- Confira pela conservação da massa. Consumiram-se 20,0 g de O2 e 2,5 g de H2 (20 g de O2 reagem com 2,5 g de H2 na proporção 8 para 1), totalizando 22,5 g de água. Sobram 2,5 g de H2 em excesso.
- Por que as outras estão erradas. B) Confunde o limitante e atribui a formação de água à mera presença de oxigênio, sem cálculo estequiométrico. C) Confunde a massa de H2 em excesso com a massa de produto formado. D) Compara massas brutas (5 g contra 20 g) em vez de quantidades em mol, escolhendo o reagente errado. E) Usa a quantidade de H2 para calcular a água, ignorando que o O2 limita a reação.
- Resultado: alternativa A, de acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a quantidade de moles de H2 e O2 antes de identificar o reagente limitante.
Alternativa por alternativa
n(H2)=5,00/2,016˜2,48 mol (aprox. 2,50); n(O2)=20,0/32,00=0,625 mol. Relação exige 2 mol H2 por 1 mol O2; O2 limita. n(H2O)=2×0,625=1,25 mol ? 1,25×18,00=22,5 g.
Acredita que a água formada depende apenas da presença de oxigênio e não da estequiometria. Não identifica o reagente limitante nem faz a conversão para mol.
Toma a massa de H2 que sobra em excesso (2,5 g) como sendo a massa de água produzida, e supõe que a reação seria incompleta sem justificativa.
Compara diretamente as massas fornecidas (5 g de H2 menor que 20 g de O2) e conclui que o menor valor é o limitante, sem converter para quantidade de matéria e considerar os coeficientes.
Por que engana: Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente a massa de água formada, levando a uma escolha errada do reagente limitante.
Calcula a água a partir dos 2,5 mol de H2 (2,5 x 18 = 45 g), usando o H2 como referência, quando o reagente limitante é o O2.
Raio-X da questão
reagente limitante e massa de água
avaliacao
reagente limitante · cálculo de massa
Revisar cálculos estequiométricos e identificação de reagentes limitantes.
Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente a massa de água formada, levando a uma escolha errada do reagente limitante.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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