Num recipiente inerte, hermeticamente fechado, existem disponíveis $100\ g$ de ferro, $100\ g$ de água e $100\ g$ de oxigênio. Supondo que ocorra a reação representada por: $\ce{2Fe + 3H2O + 3/2O2 -> 2 Fe(OH)3}$ e que a reação prossiga até o consumo completo do(s) reagente(s) minoritário(s), podemos prever que irá(irão) sobrar:


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ITA IIIT 23/10/2021 03:56
Essa é uma questão sobre "Reagente Limitante", visto que chega um momento que um (ou mais) do(s) reagente(s) cessa a reação, pois já foi (foram) completamente consumido(s). $\color{orangered}{Obs:}$ Massas Molares(M)\begin{matrix} M_{Fe} = 56 \ \pu{g/mol} &,& M_{H} = 1 \ \pu{g/mol} &,& M_{O} = 16 \ \pu{g/mol} \end{matrix}Note que o ITA fornece esses dados no início da prova, mas é sempre bom ter eles em mente, nunca se sabe. Encontrando o número de mols de cada reagente:\begin{matrix} \begin{cases} n_{Fe} &=& \dfrac{\ce{1 mol}}{\ce{56g}}\cdot \ce{100g} \\ n_{H_2O} &=& \ce{\dfrac{1\ \ce{mol}}{18g} \cdot 100g} \\ n_{O_2} &=& \ce{\dfrac{\ce{1 mol}}{32g} \cdot 100g} \end{cases} &\Rightarrow& n_{Fe} < n_{O_2} < n_{H_2O} \end{matrix}Observe que os reagentes estão numa proporção de $2:3:\dfrac{3}{2}$ Isso significa que se formos usar todo o ferro, seria consumir um fator:\begin{matrix} 2x= \dfrac{100}{56} \ \pu{mol} &\Rightarrow& x = \dfrac{50}{56} \ \pu{mol} \end{matrix}Já para os demais, seria consumido $3x$ para $\ce{H_2O}$ e $\dfrac{3}{2}x$ para $\ce{O_2}$. Perceba que mesmo consumindo os fatores apresentados, restará tanto $\ce{H_2O}$ quanto $\ce{O_2}$. Como a questão não nos pede números, deixo essa curiosidade com você. \begin{matrix} Letra \ (C) \end{matrix}
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Gabriel Rodrigues
18:53 22/08/2022
Restará 46g de H2O e 52g de O2.
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Gabriel Rodrigues 25/10/2022 12:41
A primeira ideia que deve-se ter em mente para resolver esta questão, seria a definição quantitativa de número de mols $(n)$, dada por $$n = \dfrac{m}{MM},$$ perceba que no numerador temos a massa da amostra dada em gramas $(g)$ e no denominador a massa molar da mesma amostra dada em gramas por mol $(\frac{g}{mol})$ e ao efetuar a operação, iremos obter a unidade mol. Sabendo disso, podemos obter o número de mols de cada substância e mistura da equação química. $$n_{Fe} = \dfrac{100}{56}, \ 1 < n_{Fe} < 2$$ $$n_{H_{2}O} = \dfrac{100}{18}, \ 5 < n_{H_{2}O} < 6$$ $$n_{O_{2}} = \dfrac{100}{32}, \ 3 < n_{O_{2}} < 4$$ Com isso, perceba que irá faltar número de mols de Ferro e irá sobrar água e oxigênio, pois têm além do que é pedido na equação química, portanto, podemos marcar a alternativa C.
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