Uma unidade-piloto compara dois lotes para produzir um composto segundo a reação balanceada 2 X + Y -> X2Y. No…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma unidade-piloto compara dois lotes para produzir um composto segundo a reação balanceada 2 X + Y -> X2Y. No lote A, são alimentados 5,0 mol de X e 2,0 mol de Y. No lote B, são alimentados 3,0 mol de X e 2,0 mol de Y. Admita que a reação se complete até o consumo total do reagente limitante e que não ocorram perdas. Considerando a proporção estequiométrica e comparando a quantidade máxima de X2Y formada e o reagente que permanece em excesso em cada lote, qual conclusão está correta?
- A) O lote A forma 2,0 mol de X2Y e deixa X em excesso; o lote B forma 1,5 mol e deixa Y em excesso.
- B) O lote A forma 2,5 mol de X2Y e deixa Y em excesso; o lote B forma 2,0 mol de X2Y e deixa X em excesso.
- C) O lote A forma 1,0 mol de X2Y e deixa Y em excesso; o lote B forma 1,0 mol de X2Y e deixa Y em excesso.
- D) O lote A forma 5,0 mol de X2Y e deixa Y em excesso; o lote B forma 3,0 mol de X2Y e deixa X em excesso.
- E) O lote A forma 4,0 mol de X2Y e deixa Y em excesso; o lote B forma 3,0 mol de X2Y e deixa Y em excesso.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Pela equação 2 X + Y -> X2Y, cada 1 mol de Y reage com 2 mol de X, produzindo 1 mol de X2Y. Passo 2: Lote A (5,0 mol de X e 2,0 mol de Y). Para consumir 2,0 mol de Y são necessários 4,0 mol de X, e há 5,0 mol disponíveis. Logo, Y é o reagente limitante e X fica em excesso de 1,0 mol. A quantidade máxima de X2Y é 2,0 mol, pois cada mol de Y gera 1 mol de X2Y. Passo 3: Lote B (3,0 mol de X e 2,0 mol de Y). Para consumir os 2,0 mol de Y seriam necessários 4,0 mol de X, mas há só 3,0 mol. Logo, X é o limitante. Com 3,0 mol de X, consomem-se 1,5 mol de Y e formam-se 1,5 mol de X2Y. Sobra 0,5 mol de Y em excesso. Passo 4: Conclusão: lote A forma 2,0 mol de X2Y e deixa X em excesso; lote B forma 1,5 mol e deixa Y em excesso. Isso corresponde exatamente à alternativa A, que é o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a B atribui 2,5 mol ao lote A, valor que ignora o coeficiente 2 do X e o reagente limitante; a C dá 1,0 mol para os dois lotes, ignorando que os lotes têm quantidades diferentes de X; a D usa a quantidade de X como se fosse a de produto e inverte o excesso no lote A; a E calcula 4,0 mol no lote A dobrando o Y, o que não respeita a proporção da equação.
💡 Dica: Compare X disponível com o necessário para consumir todo Y; calcule o produto pelo limitante.
Alternativa por alternativa
No lote A, 2,0 mol de Y consomem 4,0 mol de X, então Y limita e sobra X. No lote B, 3,0 mol de X permitem formar 1,5 mol de produto e consomem 1,5 mol de Y, então X limita e sobra Y.
O aluno provavelmente dividiu a quantidade de X de forma incorreta, ou desconsiderou que X é limitante no lote B e Y no lote A, sem comparar a razão estequiométrica entre os reagentes.
O aluno provavelmente assumiu que os dois lotes produzem a mesma quantidade de produto por causa do mesmo valor de Y, sem verificar qual reagente limita a reação em cada lote.
Por que engana: Escolher como limitante o reagente com menor quantidade em mol, sem considerar os coeficientes.
O aluno provavelmente tomou a quantidade inicial de X como se fosse diretamente a quantidade de produto formado e não aplicou a proporção de 2 mol de X para 1 mol de Y.
O aluno provavelmente multiplicou a quantidade de Y pelo coeficiente de X (2 x 2,0 = 4,0) e usou a quantidade de X sem dividi-la pelo coeficiente 2 no lote B, invertendo a relação entre os coeficientes e o produto.
Raio-X da questão
Reagente limitante e reagente em excesso.
Determinar produto m
Leitura de coeficientes em equações químicas balanceadas. · Proporção molar e regra de três.
Cálculo estequiométrico a partir de equação balanceada.
Escolher como limitante o reagente com menor quantidade em mol, sem considerar os coeficientes.
Comparação de lotes
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