Balanceamento de Equações Químicas

Continuar na ferramenta

Mais páginas desta ferramenta

calcular reagente limitante e rendimento

Reagente limitante, reagente em excesso e rendimento percentual

Reagentes não costumam estar na proporção exata da equação, e quem acaba primeiro dita o quanto de produto se forma. A aba Estequiometria faz a conta em mols, com as massas molares da CIAAW, e mostra o que sobra.

Da massa ao reagente que acaba primeiro

O método é sempre o mesmo: converta cada massa em mols (massa dividida pela massa molar), divida cada quantidade de mols pelo coeficiente da equação balanceada e compare. O menor quociente é o reagente limitante, e esse quociente é o avanço da reação, ou seja, quantas "vezes" a equação acontece. Os produtos são o avanço multiplicado pelos coeficientes e pelas massas molares. Em N2 + 3H2 → 2NH3, com 28 g de N2 (28/28,014 = 0,9995 mol) e 3 g de H2 (3/2,016 = 1,488 mol), os quocientes são 0,9995/1 e 1,488/3 = 0,496. O H2 limita, o avanço é 0,496 mol e se formam 2 x 0,496 = 0,992 mol de NH3, ou 16,9 g.
O excesso é o que sobra do outro reagente: o N2 consumido é 0,496 mol, ou 13,9 g, e dos 28 g iniciais restam 14,1 g. A conferência de Lavoisier fecha: 28 + 3 = 31 g antes, e 16,9 g de NH3 mais 14,1 g de N2 sobrando também dão 31 g. Uma armadilha frequente é achar que massas iguais são quantidades iguais: 10 g de H2 e 10 g de O2 são 4,96 mol e 0,3125 mol. A equação 2H2 + O2 → 2H2O pede 2 mol de H2 para cada mol de O2; os quocientes são 2,48 (H2) e 0,3125 (O2), então o O2 limita, formam-se 11,3 g de água e sobram 8,7 g de H2.
O rendimento percentual compara o que se obteve no laboratório com o rendimento teórico, o que a conta prevê: rendimento = massa real / massa teórica x 100. Se de 16,9 g previstos de NH3 saem 12,0 g, o rendimento é 71%. Rendimentos abaixo de 100% são a regra, por reações incompletas, perdas na purificação e reações paralelas; acima de 100% quase sempre indica produto úmido ou impuro. Também dá para partir do produto: pedindo 100 g de ferro por Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, a ferramenta calcula quanto de óxido é preciso (143 g), e se você informar só o produto ela mostra a quantidade necessária de cada reagente.

Casos resolvidos com a ferramenta

Amônia: 28 g de N2 e 3 g de H2

Entrada: N2 + H2 -> NH3 | 28 g N2, 3 g H2
Saída esperada: limitante H2; 16,9 g de NH3

Sobram 14,1 g de N2; avanço 0,496 mol.

Água: 10 g de H2 e 10 g de O2

Entrada: H2 + O2 -> H2O | 10 g H2, 10 g O2
Saída esperada: limitante O2; 11,3 g de H2O

Sobram 8,7 g de H2, apesar de o H2 ser o mais leve.

Cal virgem: 100 g de CaCO3

Entrada: CaCO3 -> CaO + CO2 | 100 g CaCO3
Saída esperada: 56,0 g de CaO e 44,0 g de CO2

Um só reagente, então ele é o limitante; a soma volta a 100 g.

Ferro: 1 kg de Fe2O3 com CO em excesso

Entrada: Fe2O3 + CO -> Fe + CO2 | 1000 g Fe2O3
Saída esperada: 699 g de Fe

1000/159,687 = 6,262 mol de óxido, 2 Fe por Fe2O3.

Rendimento percentual

Entrada: teórico 16,9 g, real 12,0 g
Saída esperada: 71%

12,0 / 16,9 x 100 = 71,0%.

FAQ da ferramenta completa

Como balancear uma equação química?

Conte os átomos de cada elemento nos dois lados e ajuste os coeficientes (nunca os índices) até as contagens igualarem. À mão, isso se faz por tentativas; a ferramenta resolve o sistema linear exato. Em Fe + O2 → Fe2O3 a resposta é 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3, com 4 átomos de Fe e 6 de O de cada lado.

Por que é preciso balancear?

Como balancear por tentativas (MACHO)?

Como balancear equações com íons?

Como balancear uma reação de oxirredução?

O que significa "mais de uma solução independente"?

Por que a ferramenta diz que há substância do lado errado ou que não participa?

Posso digitar a equação com coeficientes?

Como achar o reagente limitante e o rendimento?

A ferramenta prevê os produtos da reação?

Perguntas frequentes

Como descobrir qual é o reagente limitante?

Divida os mols de cada reagente pelo seu coeficiente na equação balanceada; o menor valor é o limitante. Comparar massas ou mols sem dividir pelo coeficiente leva a erro sempre que os coeficientes diferem.

O reagente em excesso é consumido?

Parte dele sim: a quantidade que reage é a que o avanço da reação exige. O resto sobra no final. Na amônia, o N2 em excesso consome 13,9 g dos 28 g e deixa 14,1 g.

Posso começar pela massa do produto que quero?

Sim. Preencha só a quantidade do produto e a ferramenta devolve quanto de cada reagente precisa, em mols e em gramas. Isso é o que se faz para planejar a quantidade de matéria-prima de uma síntese.

Próximos passos

Contagem de átomos, antes e depois dos coeficientes
Elemento	Antes (todos 1)	Depois	Conferência
C	3	1	3	3	✓
H	8	2	8	8	✓
O	2	3	10	10	✓

Contagem de átomos, antes e depois dos coeficientes

Elemento

Antes (todos 1)

Depois

Conferência

Reag.

Prod.

Reag.

Prod.

✓

Da massa ao reagente que acaba primeiro

O método é sempre o mesmo: converta cada massa em mols (massa dividida pela massa molar), divida cada quantidade de mols pelo coeficiente da equação balanceada e compare. O menor quociente é o reagente limitante, e esse quociente é o avanço da reação, ou seja, quantas "vezes" a equação acontece. Os produtos são o avanço multiplicado pelos coeficientes e pelas massas molares. Em N2 + 3H2 → 2NH3, com 28 g de N2 (28/28,014 = 0,9995 mol) e 3 g de H2 (3/2,016 = 1,488 mol), os quocientes são 0,9995/1 e 1,488/3 = 0,496. O H2 limita, o avanço é 0,496 mol e se formam 2 x 0,496 = 0,992 mol de NH3, ou 16,9 g.

O excesso é o que sobra do outro reagente: o N2 consumido é 0,496 mol, ou 13,9 g, e dos 28 g iniciais restam 14,1 g. A conferência de Lavoisier fecha: 28 + 3 = 31 g antes, e 16,9 g de NH3 mais 14,1 g de N2 sobrando também dão 31 g. Uma armadilha frequente é achar que massas iguais são quantidades iguais: 10 g de H2 e 10 g de O2 são 4,96 mol e 0,3125 mol. A equação 2H2 + O2 → 2H2O pede 2 mol de H2 para cada mol de O2; os quocientes são 2,48 (H2) e 0,3125 (O2), então o O2 limita, formam-se 11,3 g de água e sobram 8,7 g de H2.

O rendimento percentual compara o que se obteve no laboratório com o rendimento teórico, o que a conta prevê: rendimento = massa real / massa teórica x 100. Se de 16,9 g previstos de NH3 saem 12,0 g, o rendimento é 71%. Rendimentos abaixo de 100% são a regra, por reações incompletas, perdas na purificação e reações paralelas; acima de 100% quase sempre indica produto úmido ou impuro. Também dá para partir do produto: pedindo 100 g de ferro por Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, a ferramenta calcula quanto de óxido é preciso (143 g), e se você informar só o produto ela mostra a quantidade necessária de cada reagente.

Casos resolvidos com a ferramenta

Amônia: 28 g de N2 e 3 g de H2

Entrada: N2 + H2 -> NH3 | 28 g N2, 3 g H2
Saída esperada: limitante H2; 16,9 g de NH3

Sobram 14,1 g de N2; avanço 0,496 mol.

Água: 10 g de H2 e 10 g de O2

Entrada: H2 + O2 -> H2O | 10 g H2, 10 g O2
Saída esperada: limitante O2; 11,3 g de H2O

Sobram 8,7 g de H2, apesar de o H2 ser o mais leve.

Cal virgem: 100 g de CaCO3

Entrada: CaCO3 -> CaO + CO2 | 100 g CaCO3
Saída esperada: 56,0 g de CaO e 44,0 g de CO2

Um só reagente, então ele é o limitante; a soma volta a 100 g.

Ferro: 1 kg de Fe2O3 com CO em excesso

Entrada: Fe2O3 + CO -> Fe + CO2 | 1000 g Fe2O3
Saída esperada: 699 g de Fe

1000/159,687 = 6,262 mol de óxido, 2 Fe por Fe2O3.

Rendimento percentual

Entrada: teórico 16,9 g, real 12,0 g
Saída esperada: 71%

12,0 / 16,9 x 100 = 71,0%.

FAQ da ferramenta completa

Como balancear uma equação química?

Por que é preciso balancear?

Como balancear por tentativas (MACHO)?

Como balancear equações com íons?

Como balancear uma reação de oxirredução?

O que significa "mais de uma solução independente"?

Por que a ferramenta diz que há substância do lado errado ou que não participa?

Posso digitar a equação com coeficientes?

Como achar o reagente limitante e o rendimento?

A ferramenta prevê os produtos da reação?

Perguntas frequentes

Como descobrir qual é o reagente limitante?

O reagente em excesso é consumido?

Parte dele sim: a quantidade que reage é a que o avanço da reação exige. O resto sobra no final. Na amônia, o N2 em excesso consome 13,9 g dos 28 g e deixa 14,1 g.