Em uma estação de tratamento de água, uma solução de hipoclorito de sódio é misturada a uma solução de amônia…

Questão

Em uma estação de tratamento de água, uma solução de hipoclorito de sódio é misturada a uma solução de amônia para estudar a formação de cloramina. Considere a reação representada pela equação não balanceada: NH3(aq) + OCl-(aq) ? NH2Cl(aq) + OH-(aq). Um frasco contém 100 mL de solução de NaOCl a 5,00% m/v, isto é, 5,00 g de NaOCl em cada 100 mL de solução. A essa solução são adicionados 10,0 mL de NH3(aq) de concentração 1,00 mol/L. Considere as massas molares NaOCl = 74,44 g/mol e NH3 = 17,0 g/mol. Com base nos dados apresentados, determine qual é o reagente limitante da reação e justifique sua escolha por meio do cálculo das quantidades de matéria dos reagentes.

1. A) Nenhum reagente é limitante, pois a mistura contém os dois reagentes e a proporção molar da equação permite que ambos permaneçam disponíveis durante a reação.
2. B) Os dois reagentes são limitantes ao mesmo tempo, pois a equação apresenta coeficientes iguais e indica consumo simultâneo das duas espécies.
3. C) A reação não apresenta reagente limitante, pois a presença de água nas soluções impede a aplicação da proporção molar entre NH3 e OCl−.
4. D) O NaOCl é o reagente limitante, pois sua quantidade corresponde a 0,00672 mol, enquanto a quantidade de NH3 corresponde a 0,0100 mol na proporção indicada.
5. E) A equação apresenta proporção molar de 1:1 entre NH3 e OCl−. A quantidade de NaOCl é n = 5,00 g ÷ 74,44 g/mol = 0,0672 mol, enquanto a quantidade de NH3 é n = 1,00 mol/L × 0,0100 L = 0,0100 mol. Como a reação consome os reagentes na proporção 1:1, o NH3, que está em menor quantidade de matéria, é o reagente limitante.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Calcular a quantidade de matéria de NaOCl. n = 5,00 g ÷ 74,44 g/mol = 0,0672 mol de NaOCl. Como cada NaOCl libera um íon OCl-, há 0,0672 mol de OCl- disponível.
2. Calcular a quantidade de matéria de NH3. n = 1,00 mol/L × 0,0100 L = 0,0100 mol de NH3.
3. Usar a proporção da equação. A equação NH3 + OCl- → NH2Cl + OH- tem coeficientes 1:1, logo 0,0100 mol de NH3 reage com 0,0100 mol de OCl-.
4. Comparar. Há 0,0672 mol de OCl-, mas só 0,0100 mol de NH3 para reagir. O OCl- está em excesso, sobrando cerca de 0,0572 mol. Portanto, o NH3 é o reagente limitante, pois se esgota primeiro e determina a quantidade máxima de NH2Cl formada (0,0100 mol).
5. Por que as outras estão erradas. A afirma que nenhum reagente é limitante, o que ignora que um dos reagentes sempre se esgota quando as quantidades são finitas e a proporção é fixa. B confunde coeficientes iguais com consumo de ambos como limitantes, quando o que importa é a quantidade inicial de cada um. C atribui a ausência de limitante à água, mas o solvente não impede a aplicação da proporção molar, que depende apenas das quantidades de matéria. D inverte a comparação e erra o cálculo: 5,00 g/74,44 g/mol dá 0,0672 mol, não 0,00672 mol, e mesmo assim o NaOCl é o reagente em excesso, não o limitante.

💡 Dica: Calcule as quantidades de reagentes antes de determinar o limitante.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Cenário: misturam-se 50 mL de NaOCl 0,50% (w/v) e 10 mL de NH3 1,0% (m/v). Considere NaOCl ? HOCl em solução e reação…
• Misturam-se 100 mL de HCl 0,100 M com 200 mL de solução de hipoclorito (NaClO) 0,150 M. Quantos mL de Cl2 gasoso são…
• Uma mistura gasosa contém 5,00 L de NH3 a 0,100 mol·L-1 e 10,0 L de O2 a 0,0500 mol·L-1. Reagem segundo 4 NH3 + 5 O2 ? 4…
• Em um ensaio de produção de cloreto de sódio, mantiveram-se 4,60 g de sódio e variou-se a quantidade de cloro gasoso. A…
• Em casa, alguém mistura 500 mL de água sanitária 3% (m/v) contendo NaOCl com 200 mL de ácido muriático 10% (m/v)…
• Calcule o volume de gás cloro (Cl2) produzido nas CNTP quando 500 mL de solução de NaOCl 5% (m/v) é misturada com 100 mL…

Todas as questões de Transformações e Conservações em Sistemas