Química
Estequiometria: reagente limitante e rendimento
Digite a reação, balanceada ou não, e as quantidades dos reagentes: a calculadora balanceia, encontra o reagente limitante, calcula quantos gramas de produto se formam e quanto sobra dos outros reagentes.
O reagente limitante
Os coeficientes de uma equação balanceada são proporções entre mols, não entre gramas: N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃ diz que um mol de nitrogênio reage com três de hidrogênio e dá dois mols de amônia. Para passar de gramas a mols divide-se pela massa molar, e é aí que nascem quase todos os erros.
O reagente limitante é o que acaba primeiro. Encontra-se dividindo os mols disponíveis de cada reagente pelo seu coeficiente: vence o menor quociente. Com 28 g de N₂ (cerca de 1 mol) e 10 g de H₂ (4,96 mol), os quocientes são 1 e 1,65: o nitrogênio limita, formam-se cerca de 34,04 g de amônia e sobram quase 3,96 g de hidrogênio.
O rendimento teórico é o produto obtido se todo o limitante reagisse. No laboratório obtém-se menos, por reações incompletas ou perdas: se dessa mistura se recolhem 25 g de NH₃, o rendimento percentual é 25 / 34,04 ≈ 73,4%.
Erros comuns
- Comparar os gramas dos reagentes em vez dos mols divididos pelo coeficiente: o reagente presente em menos gramas não é necessariamente o limitante.
- Usar uma equação não balanceada: as proporções entre mols vêm dos coeficientes, então sem balancear as contas saem erradas.
- Esquecer que os elementos diatômicos se escrevem H₂, O₂, N₂, Cl₂: a massa molar do O₂ é cerca de 32 g/mol, não 16.
Perguntas frequentes
Por que se divide pelo coeficiente?
Porque o coeficiente diz quantos mols daquele reagente cada “rodada” da reação consome. O quociente mols/coeficiente conta quantas rodadas cada reagente sustenta, e a reação para na menor.
Preciso balancear a reação antes?
Não: a calculadora balanceia sozinha. Coeficientes digitados são ignorados e recalculados.
O que acontece se deixo um reagente em branco?
Ele é considerado em excesso, isto é, abundante o bastante para nunca limitar: é o caso típico do oxigênio numa combustão ao ar.
Como funciona este cálculo
Mols n = m / M, com M a massa molar da fórmula. Para cada reagente com quantidade conhecida calcula-se nᵢ / νᵢ, com ν o coeficiente estequiométrico: o mínimo ξ é o avanço da reação e o seu reagente é o limitante. Consumo do reagente i: νᵢ·ξ mols; sobra: nᵢ − νᵢ·ξ. Produto j: νⱼ·ξ mols, ou seja, νⱼ·ξ·Mⱼ gramas de rendimento teórico. Rendimento percentual = rendimento real / rendimento teórico × 100.
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