Exercício resolvido
Considera a reacção da preparação do hidrogénio a partir do metano e vapor de água onde se
misturaram 17 g de metano (CH4) com 13 g de vapor de água (H2O) em condições propícias à
formação de hidrogénio.
CH4(g) + H2O(g)
3 H2(g) + CO(g)
1. Qual é o reagente limitante?
m
n = ___
M
m(CH4) = 17 g
M(CH4) = 4 x M(H) + M(C) = 4 x 1,0 + 12,0 = 16,0 g/mol
n(CH4) = 1,06 mol
m(H2O) = 13 g
M(H2O) = 2 x M(H) + M(O) = 2 x 1,0 + 16,0 = 18,0 g/mol
n(H2O) = 0,72 mol
A equação mostra que as substâncias reagem nas mesmas porporções estequiométricas (1 mol de metano
para 1 mol de água).
Ora, como n(CH4) > n(H2O), então, a água é o reagente limitante.
2. Se a reacção fosse completa, que quantidade de hidrogénio gasoso se formaria?
Pela estequiometria da equação química constatamos que a quantidade de di-hidrogénio formada é o
triplo da quantidade de água gasta.
Como se considera a reacção completa, a água (reagente limitante) gasta-se na sua totalidade, logo:
n(H2) = 3 x n(H2O) = 3 x 0,72 = 2,16 mol
3. Se se formassem 4,0 g de hidrogénio gasoso, qual seria o rendimento da reacção?
O rendimento pode ser calculado por:
=
n formado
x100
n previsto
Se a massa de hidrogénio formada fosse 4,0 g, então:
M(H2) = 2 x M(H) = 2 x 1,0 = 2,0 g/mol
4,0
n formado = ___ = 2,0 mol
2,0
O n previsto = 2,16 mol (calculado na segunda questão).
Assim, se fossem produzidos 4 g de hidrogénio gasoso, o rendimento da reacção seria:
=
2,0
x100 Û
2,16
= 93%