Questão de Físico-Química (Estequiometria, Soluções, Termoquímica e Cinética) — ENEM
Em um relatório de pesquisa sobre processos da indústria química, técnicos documentam a síntese de cloreto de sódio (NaCl) a partir de sódio metálico (Na) e gás cloro (Cl₂) segundo a equação balanceada 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl. Esse tipo de controle é fundamental para a sustentabilidade do processo, pois identificar o reagente limitante — aquele que se esgota primeiro e interrompe a reação — evita o desperdício de insumos e reduz o impacto ambiental da produção. A massa molar do sódio é 23 g/mol, do gás cloro (Cl₂) é 71 g/mol e do cloreto de sódio (NaCl) é 58,5 g/mol. Em um ensaio de controle de qualidade, a equipe mistura 46 gramas de sódio com 71 gramas de gás cloro. A proporção estequiométrica indica que 2 mol de Na reagem com 1 mol de Cl₂ para gerar 2 mol de NaCl. Considerando as quantidades em gramas fornecidas e as massas molares indicadas, qual é a massa máxima de NaCl que pode ser produzida nesse ensaio?
Gabarito comentado
O reagente limitante determina o rendimento máximo de uma reação. Identifica-se comparando os mols disponíveis de cada reagente com a proporção da equação. Após definir o reagente que controla a reação, calcula-se a massa do produto multiplicando os mols formados pela massa molar do produto.
Resolução passo a passo
Primeiro converte-se cada reagente em mols: n(Na) = 46 g ÷ 23 g/mol = 2 mol; n(Cl₂) = 71 g ÷ 71 g/mol = 1 mol. A equação 2 Na + Cl₂ → 2 NaCl exige proporção 2:1 entre Na e Cl₂. Para 2 mol de Na, são necessários 1 mol de Cl₂ — exatamente o disponível — portanto ambos os reagentes se esgotam simultaneamente, e nenhum sobra. A proporção 2:2 entre Na e NaCl indica que 2 mol de Na geram 2 mol de NaCl. Logo m(NaCl) = 2 mol × 58,5 g/mol = 117 g. O valor 58,5 g corresponderia a apenas 1 mol de NaCl, como se metade do Na tivesse reagido; 71 g confunde a massa do Cl₂ com a do produto; 46 g reproduz a massa do sódio sem converter; 234 g quadruplica o resultado correto. Apenas 117 g combina corretamente a identificação do reagente limitante e a proporção estequiométrica.