Em uma unidade-piloto de aproveitamento de gases, o dióxido de enxofre pode ser convertido em trióxido de…

Questão

Em uma unidade-piloto de aproveitamento de gases, o dióxido de enxofre pode ser convertido em trióxido de enxofre pela reação 2 SO2(g) + O2(g) -> 2 SO3(g). Em um ensaio, são colocados 5 mol de SO2 e 2 mol de O2. Antes de iniciar a reação, a equipe decide adicionar mais 1 mol de O2, sem alterar a quantidade de SO2. Considere que a reação é completa e que não há outras reações. Com base na proporção da reação, qual previsão descreve corretamente o efeito da adição de O2 sobre o reagente limitante e a quantidade máxima de SO3 formada?

1. A) O reagente limitante permanece sendo o O2, e a quantidade máxima de SO3 formada passa a ser 6 mol.
2. B) O reagente limitante é o SO2 desde o início, e a quantidade máxima de SO3 formada após a adição é 3 mol.
3. C) O reagente limitante passa de O2 para SO2, e a quantidade máxima de SO3 aumenta de 4 mol para 5 mol.
4. D) Após a adição, o SO2 é o reagente limitante, e a quantidade máxima de SO3 formada é 10 mol.
5. E) Após a adição, o O2 passa a ser o reagente limitante, e a quantidade máxima de SO3 formada é 2 mol.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. Identifique a proporção da reação. Pela equação 2 SO2(g) + O2(g) -> 2 SO3(g), 2 mol de SO2 reagem com 1 mol de O2 e produzem 2 mol de SO3. Logo, cada 1 mol de O2 consome 2 mol de SO2.
2. Analise a situação inicial com 5 mol de SO2 e 2 mol de O2. Para consumir 2 mol de O2 são necessários 4 mol de SO2. Como há 5 mol de SO2, o SO2 está em excesso e o O2 é o reagente limitante.
3. Calcule o SO3 formado nessa condição. Os 2 mol de O2 produzem 4 mol de SO3, pois 1 mol de O2 gera 2 mol de SO3. Sobra 1 mol de SO2 sem reagir.
4. Analise a situação após a adição de 1 mol de O2, que passa a 3 mol. Para consumir 3 mol de O2 seriam necessários 6 mol de SO2, mas há apenas 5 mol. Assim, o SO2 passa a ser o reagente limitante.
5. Calcule o SO3 máximo nessa nova condição. Os 5 mol de SO2 reagem na proporção 2:2, ou seja, 1 para 1 com o SO3, produzindo 5 mol de SO3. Sobra 0,5 mol de O2.
6. Conclua. O efeito da adição de O2 é deslocar o reagente limitante de O2 para SO2 e aumentar o SO3 máximo de 4 mol para 5 mol, o que corresponde à alternativa C, que é o gabarito oficial.
7. Por que as outras estão erradas. A afirma que O2 continua limitante, mas após a adição o SO2 é que limita; B diz que o SO2 é limitante desde o início, o que não ocorre, e dá 3 mol de SO3 sem base na proporção; D acerta o limitante, mas converte 5 mol de SO2 em 10 mol de SO3, ignorando a proporção 1:1 entre SO2 e SO3; E considera o O2 limitante após a adição e produz 2 mol de SO3, ignorando que o O2 passou a 3 mol.

💡 Dica: Compare SO2:O2 na proporção 2:1 antes e depois da adição.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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