REAGENTE LIMITANTE E REAGENTE EXCESSO

A clorocisplatina, um complexo inorgânico usado no
tratamento do câncer de testículos, é preparada a partir da
reação da amônia com o tetracloroplatinato de potássio
segundo a reação abaixo. Sabendo-se que foi usado 1,0
quilograma de K2PtCl4 e 100 gramas de NH3 e que a reação
rendeu 100% na preparação desta droga, assinale o que for
correto.
K2PtCl4 + 2NH3 →Pt(NH3)2Cl2 + 2KCl
01) A quantidade máxima de clorocisplatina formada é de
aproximadamente 724 gramas.
02) O reagente em excesso é o tetracloroplatinato de potássio.
04) Se todo reagente limitante for consumido, a quantidade do
reagente em excesso a ser consumida será de 4,84 mols.
08) Se o rendimento da reação for 80%, a quantidade de
clorocisplatina produzida será de aproximadamente 286
gramas.
16) A quantidade máxima de KCl formada na reação é de
aproximadamente 358 gramas.

GABARITO: 01+04+16
se for possível realizar passo a passo

med01 escreveu:A clorocisplatina, um complexo inorgânico usado no
tratamento do câncer de testículos, é preparada a partir da
reação da amônia com o tetracloroplatinato de potássio
segundo a reação abaixo. Sabendo-se que foi usado 1,0
quilograma de K2PtCl4 e 100 gramas de NH3 e que a reação
rendeu 100% na preparação desta droga, assinale o que for
correto.
K2PtCl4 + 2NH3 →Pt(NH3)2Cl2 + 2KCl
01) A quantidade máxima de clorocisplatina formada é de
aproximadamente 724 gramas.
02) O reagente em excesso é o tetracloroplatinato de potássio.
04) Se todo reagente limitante for consumido, a quantidade do
reagente em excesso a ser consumida será de 4,84 mols.
08) Se o rendimento da reação for 80%, a quantidade de
clorocisplatina produzida será de aproximadamente 286
gramas.
16) A quantidade máxima de KCl formada na reação é de
aproximadamente 358 gramas.

GABARITO: 01+04+16
se for possível realizar passo a passo

Primeiro, eu irei procurar quem é o limitante usando como base quanto será formado de Pt(NH₃)₂Cl₂ para 1000g de K₂PtCl₄, ok? Sabendo já que:
 
K₂PtCl₄ = 415g/mol 
NH₃ = 17g/mol 
Pt(NH₃)₂Cl₂ = 300g/mol
KCl = 74,5 g/mol





Agora, usaremos a mesma massa de Pt(NH3)2Cl2 para encontramos quanto de NH3 precisa.








2) Falso! O reagente em excesso é aquele que passa pela reação e ainda sobre, e esse é o caso da amônia que ainda sobra 19g.


4) Verdadeiro! Basta relacionarmos gramas de K₂PtCl₄ com mols de NH₃


                                                      1 K₂PtCl_{4 --------------} 2 NH<sub>3

                                                          415g  --------------</sub> 2 mols








16) Verdadeiro! Relacionando com o KCl com o reagente limitante


                                                         1 K₂PtCl_{4 --------------} 2 KCl

                                                          _{415g  --------------} 2 x 74,5g
                                                               1000g ---------- w


                                                           w x 415 = 1000 x 2 74,5
                                                                  w = 359g de KCl

Olá Roberta, obrigada pela resolução! Só fiquei com uma dúvida, não consegui entender 19 gramas em excesso da amônia!

med01 escreveu:Olá Roberta, obrigada pela resolução! Só fiquei com uma dúvida, não consegui entender 19 gramas em excesso da amônia!

Lá na pergunta diz que se usaram 1000g de K₂PtCl₄ e 100g de NH₃. O problema foi que encontrei que 1000g do reagente 1 produz 722,8g de Pt(NH₃)₂Cl₂, mas quando eu vou procurar saber quanto precisa de amônia para ter a mesma quantidade de produto, não encontrei 100, mas 81g. Isso quer dizer:


                                          1Pt(NH₃)₂Cl_{2 +++++++} 2 NH_{3 ==========} 1 Pt(NH₃)₂Cl₂
                                              1000g _+++++++++++ 81g _{=============} 722,8g

Ou seja, a massa do primeiro reagente foi toda consumida, mas a do segundo não. Pois 100g - 81g = 19g. Por isso, que disse que a amônia está em excesso de 19g.

Vamos analisar cada uma das afirmações da questão:
I) A quantidade máxima de clorocisplatina formada é de aproximadamente 724 gramas.
Para responder a essa afirmação, precisamos calcular a massa molar de cada composto e a quantidade de matéria presente em cada reagente e produto. Podemos começar calculando a quantidade de matéria de K2PtCl4, que é dado em quilogramas:
n(K2PtCl4) = m(K2PtCl4) / MM(K2PtCl4) n(K2PtCl4) = 1,0 kg / 415,908 g/mol n(K2PtCl4) = 2,406 mol
Como a estequiometria da reação é de 1:1 para K2PtCl4 e Pt(NH3)2Cl2, podemos calcular a quantidade de matéria de Pt(NH3)2Cl2 formada:
n(Pt(NH3)2Cl2) = n(K2PtCl4) n(Pt(NH3)2Cl2) = 2,406 mol
Agora podemos calcular a massa de Pt(NH3)2Cl2 formada:
m(Pt(NH3)2Cl2) = n(Pt(NH3)2Cl2) x MM(Pt(NH3)2Cl2) m(Pt(NH3)2Cl2) = 2,406 mol x 300,038 g/mol m(Pt(NH3)2Cl2) = 721,967 g
Portanto, a afirmação I está correta.


II) O reagente em excesso é o tetracloroplatinato de potássio.
Para responder a essa afirmação, precisamos verificar qual reagente é o limitante. Podemos começar calculando a quantidade de matéria de NH3:
n(NH3) = m(NH3) / MM(NH3) n(NH3) = 0,1 kg / 17,031 g/mol n(NH3) = 5,873 mol
A estequiometria da reação é de 2:1 para NH3 e K2PtCl4. Como temos 2 mols de NH3 para cada mol de K2PtCl4, podemos calcular a quantidade de matéria necessária de K2PtCl4 para reagir completamente com 5,873 mol de NH3:
n(K2PtCl4) = n(NH3) / 2 n(K2PtCl4) = 5,873 mol / 2 n(K2PtCl4) = 2,937 mol
A quantidade de matéria de K2PtCl4 que temos disponível é de 2,406 mol, que é menor que os 2,937 mol necessários. Portanto, o K2PtCl4 é o reagente limitante e a afirmação II está incorreta. O NH3 é o reagente em excesso.


III) Se todo reagente limitante for consumido, a quantidade do reagente em excesso a ser consumida será de 4,84 mols.
Para determinar a quantidade do reagente em excesso que será consumida, precisamos primeiro identificar qual é o reagente limitante. Podemos fazer isso comparando as quantidades iniciais de cada reagente com as proporções estequiométricas da reação. Vamos começar determinando a quantidade de Pt(NH3)2Cl2 que podemos obter a partir das quantidades iniciais de K2PtCl4 e NH3:
1 mol de K2PtCl4 reage com 2 mol de NH3 para produzir 1 mol de Pt(NH3)2Cl2
1 kg de K2PtCl4 = 1000 g / 341.99 g/mol = 2,93 mol de K2PtCl4 0,1 kg de NH3 = 100 g / 17.03 g/mol = 5,88 mol de NH3
Podemos ver que a proporção estequiométrica é de 1:2 entre K2PtCl4 e NH3, o que significa que o NH3 é o reagente limitante, já que não há o suficiente para reagir com todo o K2PtCl4 presente. Portanto, podemos calcular a quantidade de Pt(NH3)2Cl2 que podemos obter a partir do NH3 disponível:
5,88 mol de NH3 * (1 mol de Pt(NH3)2Cl2 / 2 mol de NH3) = 2,94 mol de Pt(NH3)2Cl2
Isso significa que só podemos produzir 2,94 mol de Pt(NH3)2Cl2, o que consome todo o NH3 disponível. Então, o K2PtCl4 é o reagente em excesso. Podemos calcular a quantidade de K2PtCl4 que será consumida:
2,93 mol de K2PtCl4 - (2,94 mol de Pt(NH3)2Cl2 * (1 mol de K2PtCl4 / 1 mol de Pt(NH3)2Cl2)) = -0,01 mol de K2PtCl4
Observe que a quantidade calculada é negativa, o que significa que não há consumo de K2PtCl4. Isso faz sentido, pois todo o NH3 disponível foi consumido e o K2PtCl4 restante não tem mais com o que reagir. Portanto, a afirmação III está correta.


IV) Se o rendimento da reação for 80%, a quantidade de clorocisplatina produzida será de aproximadamente 286 gramas.
Para calcular a quantidade de clorocisplatina produzida com um rendimento de 80%, basta multiplicar a quantidade máxima teórica pela porcentagem de rendimento:
Quantidade de clorocisplatina produzida = 0,8 x 724 g = 579,2 g ≈ 579 g
Portanto, a afirmação IV está incorreta.


V) A quantidade máxima de KCl formada na reação é de aproximadamente 358 gramas.
Para determinar a quantidade máxima de KCl formada na reação, precisamos primeiro determinar o reagente limitante. A partir da equação química balanceada, podemos ver que 1 mol de K2PtCl4 reage com 2 mols de NH3 para produzir 2 mols de KCl. Podemos usar essa relação estequiométrica para determinar a quantidade de KCl formada a partir da quantidade de K2PtCl4 e NH3 usados na reação.
1 kg de K2PtCl4 corresponde a (1000 g)/(416,20 g/mol) = 2,402 mol de K2PtCl4.
100 g de NH3 correspondem a (100 g)/(17,03 g/mol) = 5,87 mol de NH3.
Podemos ver que a relação estequiométrica entre K2PtCl4 e NH3 é de 1:2, ou seja, a quantidade de NH3 é o reagente limitante, já que são necessários 2 mols de NH3 para reagir com 1 mol de K2PtCl4.
Assim, a quantidade máxima de KCl produzida será dada pela relação estequiométrica:
2 mol de KCl são produzidos por cada 1 mol de K2PtCl4
Portanto, a quantidade máxima de KCl produzida será de:
(2,402 mol de K2PtCl4) x (2 mol de KCl / 1 mol de K2PtCl4) x (74,55 g/mol) = 358 g de KCl
Logo, a afirmação V está correta.


Portanto, a resposta da questão será 01+04+16=21.