Graduação
  1. Química Geral  1.1. Introdução à Química  1.2. Estrutura Atômica  1.2.1. Partículas subatômicas  1.2.2. Modelo Atômico  1.2.3. Números quânticos  1.2.4. Configuração Eletrônica  1.2.5. Tendências periódicas  1.2.6. Isótopos e suas aplicações  1.3. Ligação Química  1.3.1. Ligação iônica  1.3.2. Ligações covalentes  1.3.3. Ligação Metálica  1.3.4. Hibridização  1.3.5. Geometria molecular e teoria VSEPR  1.3.6. Polaridade de ligação e momento dipolar  1.4. Estequiometria  1.4.1. Conceito de mol  1.4.2. Fórmula empírica e molecular  1.4.3. Reagente limitante e reagente em excesso  1.4.4. Rendimento Percentual e Pureza  1.4.5. Cálculo de diluição  1.5. Estados da Matéria  1.5.1. Leis dos Gases  1.5.2. Matéria e Forças Intermoleculares  1.5.3. Estruturas Sólidas e Cristalinas  1.5.4. Diagrama de fases  1.5.5. Plasma e fluido supercrítico  1.6. Reações químicas  1.6.1. Tipos de Reações Químicas  1.6.2. Balanceamento de Equações Químicas  1.6.3. Reações termoquímicas  1.6.4. Perfis de energia de reação  1.7. Soluções e Misturas  1.7.1. Unidades de concentração  1.7.2. Propriedades do síndrome  1.7.3. Solubilidade e Regras de Solubilidade  1.7.4. Lei de Henry e Lei de Raoult  1.7.5. Coeficiente de partição  1.8. Equilíbrio químico  1.8.1. Lei da ação das massas  1.8.2. Princípio de Le Chatelier  1.8.3. Quociente de reação  1.8.4. Para usar esta calculadora online para Constante de Equilíbrio, insira a Constante de Equilíbrio (Eq.) e pressione o botão calcular. Aqui está como o cálculo da Constante de Equilíbrio pode ser explicado com os valores de entrada fornecidos -> 0.05 = 0.05/0.  1.8.5. Balanço ácido-base  1.9. Ácidos e bases  1.9.1. Definições de Arrhenius, Brønsted–Lowry e Lewis  1.9.2. pH e pOH  1.9.3. Titulação ácido-base  1.9.4. Solução Tampão  1.9.5. Indicador ácido-base  1.9.6. Ácidos e Bases Polipróticos  1.10. Eletroquímica  1.10.1. reações redox  1.10.2. Células Galvânicas e Eletrolíticas  1.10.3. Equação de Nernst  1.10.4. Eletrolise  1.10.5. Leis de Faraday da eletrólise  1.11. Termodinâmica  1.11.1. Leis da Termodinâmica  1.11.2. Entalpia, entropia e energia livre de Gibbs  1.11.3. Espontaneidade das reações  1.11.4. Ciclos termodinâmicos (Lei de Hess, Ciclo de Carnot)  1.12. Cinética  1.12.1. Lei de velocidade e ordem de reação  1.12.2. Energia de Ativação e Catalisador  1.12.3. Teoria das colisões  1.12.4. Mecanismo de reação  1.12.5. Teoria do estado de transição
  2. Química orgânica  2.1. Estrutura e relações  2.1.1. Hybridisation in Carbon Compounds  2.1.2. Ressonância e aromatização  2.1.3. Molecular orbitals  2.1.4. Efeitos indutivo e mesomérico  2.2. Hidrocarbonetos  2.2.1. Hidrocarbonetos  2.2.2. Alquenos  2.2.3. Alquinos  2.2.4. Compostos aromáticos  2.2.5. Cicloalcanos e Conformação  2.3. Grupo Funcional  2.3.1. Álcoois e fenóis  2.3.2. Éteres e epóxidos  2.3.3. Aldeído e cetona  2.3.4. Ácidos carboxílicos e derivados  2.3.5. Amina  2.3.6. Ésteres e amidas  2.3.7. Tióis e Sulfetos  2.4. Estereoscópico  2.4.1. Isomerismo em Estereoquímica  2.4.2. Quiralidade e atividade óptica  2.4.3. Análise Estrutural  2.4.4. Diastereômeros e Enantiômeros  2.5.1. Reações de substituição  2.5.2. Reações de eliminação  2.5.3. Reações de Adição  2.5.4. Reações Radicais  2.5.5. Reações de rearranjo  2.5.6. Reações Pericíclicas  2.6. Espectroscopia e análise estrutural  2.6.1. Espectroscopia Infravermelha  2.6.2. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  2.6.3. Espectrometria de Massas  2.6.4. Espectroscopia UV-visível  2.6.5. Cristalografia de raios X  2.7. Química de polímeros  2.7.1. Polímeros de Adição e Condensação  2.7.2. Mecanismo de polimerização  2.7.3. Polímero Biodegradável  2.7.4. Polímeros condutores e inteligentes
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Reagente limitante e reagente em excesso


No mundo da química, o conceito de reagentes limitantes e reagentes em excesso é fundamental para entender as reações e seus resultados. Este tópico é importante para prever quanto produto será formado em uma reação química. Vamos nos aprofundar neste conceito explorando explicações detalhadas, exemplos e exercícios.

Entendendo o básico

Quando as substâncias reagem quimicamente, elas o fazem de acordo com determinadas proporções estequiométricas determinadas pela equação química equilibrada da reação. Essas proporções determinam quanto de cada substância é necessário para reagir completamente com as outras.

No entanto, em cenários práticos, os reagentes nem sempre estão presentes em quantidades estequiométricas exatas. Um reagente é frequentemente utilizado antes dos outros, e este reagente é conhecido como o reagente limitante. O reagente limitante determina a quantidade máxima de produto que pode ser formada na reação.

Definindo reagentes limitantes e em excesso

Reagente limitante

O reagente limitante é a substância que é completamente consumida em uma reação química. A reação não pode prosseguir uma vez que o reagente limitante é utilizado, e, portanto, ele limita a quantidade de produto que pode ser formada.

Reagente em excesso

O reagente em excesso é a substância que sobra após a reação ser concluída. A quantidade deste reagente é superior ao necessário para reagir completamente com o reagente limitante.

Analogia ilustrativa: fazendo um sanduíche

Para tornar esse conceito mais claro, vamos tomar um exemplo simples de fazer um sanduíche. Suponha que você esteja fazendo um sanduíche com os seguintes ingredientes:

  • Fatias de pão
  • Fatias de queijo
  • Fatias de presunto

Digamos que para fazer um sanduíche completo você precise de:

  • 2 fatias de pão
  • 1 fatia de queijo
  • 1 fatia de presunto

Aqui estão as coisas que você deve ter na sua despensa:

  • Fatias de pão: 10
  • Fatias de queijo: 4
  • Fatias de presunto: 6

Neste cenário, as fatias de queijo são o fator limitante porque você só pode fazer 4 sanduíches completos, o que é limitado pela falta de queijo disponível. Pão e presunto são extras.

Exemplo de reação

Considere a reação química entre gás nitrogênio (N 2) e gás hidrogênio (H 2) para produzir amônia (NH 3):

    N 2 + 3H 2 → 2NH 3

Se você começar com 1 mol de gás nitrogênio e 4 mols de gás hidrogênio, identifique o reagente limitante e a quantidade de amônia produzida.

Etapa 1: Calcular os mols necessários

  • Na equação, 1 mol de N 2 requer 3 mols de H 2.
  • Você tem 4 mols de H 2 disponíveis.

Etapa 2: Determinar o reagente limitante

  • Para reagir com 1 mol de N 2, você precisa de 3 mols de H 2, sobrando 1 mol de H 2 não reagido.
  • N 2 é o reagente limitante.

Etapa 3: Calcular o produto fabricado

  • Usando a equação equilibrada: 1 mol N 2 produz 2 mol NH 3.
  • A quantidade de amônia formada é 2 mols.

Como identificar o reagente limitante

O método para encontrar o reagente limitante envolve comparar a razão de mols dos reagentes usados na mistura real com a razão de mols na equação equilibrada. Aqui está um guia passo a passo:

  1. Escreva a equação equilibrada para a reação.
  2. Converta as quantidades de reagentes disponíveis em mols.
  3. Use a equação equilibrada para determinar a razão estequiométrica dos reagentes.
  4. Calcule a quantidade teórica de cada reagente necessária para reagir completamente com os outros reagentes.
  5. Identifique o reagente que será usado primeiro - este é o seu reagente limitante.

Exemplo

Vejamos um exemplo de fabricação de cloreto de alumínio (AlCl 3) da reação entre alumínio (Al) e gás cloro (Cl 2), com a equação equilibrada:

    2Al + 3Cl 2 → 2AlCl 3

Você tem 5 mols de alumínio e 6 mols de gás cloro. Para encontrar o reagente limitante, faça o seguinte:

Cálculo passo a passo

Etapa 1: Adquirir comparação

  • De acordo com a equação, 2 mols de Al reagem com 3 mols de Cl 2.

Etapa 2: Determinar o reagente necessário

  • Para reagir completamente 5 mols de Al você precisa de: 
                (5 mols Al) * (3 mols Cl₂ / 2 mols Al) = 7.5 mols Cl₂
  • Como você só tem 6 mols de Cl 2, Cl 2 é o reagente limitante.

Etapa 3: Calcular o produto fabricado

  • De 6 mols de Cl 2 é formado: 
                (6 mol Cl₂) * (2 mol AlCl₃ / 3 mol Cl₂) = 4 mol AlCl₃

Importância na química industrial

Na química industrial e na fabricação, determinar o reagente limitante é essencial para uma produção econômica e eficiente. Usar a proporção correta de reagentes pode economizar custos e reduzir o desperdício.

  • Isso garante que reagentes caros não sejam desperdiçados.
  • Ajuda a escalar a reação do laboratório para a escala industrial.
  • Ajuda a proteger o ambiente minimizando o desperdício químico.

Problemas de prática

Tente resolver os seguintes problemas para reforçar seu entendimento:

  1. Para a combustão do propano (C 3 H 8), a equação equilibrada é: 
            C 3 H 8 + 5O 2 → 3CO 2 + 4H 2 O
    Você tem 5 mols de C 3 H 8 e 18 mols de O 2 Identifique o reagente limitante.
  2. Na síntese de água, H 2 + O 2 → H 2 O, começando com 3 mols de H 2 e 5 mols de O 2, qual é o reagente limitante e quantos mols de água são produzidos?

Conclusão

Entender os reagentes limitantes e em excesso na estequiometria é importante para prever a formação de produtos e otimizar reações químicas. Ao dominar este conceito, você será capaz de resolver problemas químicos complexos com confiança.


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Reagente limitante e reagente em excesso

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