O permanganato de potássio é um forte agente oxidante e reage violentamente com glicerol (C3H8O3), liberando gás carbônico conforme a reação
14 KMnO4 + 4 C3H8O3 g 7 K2CO3 + 7 Mn2O3 + 5 CO2 + 16 H2O.
Sabendo disso, um estudante decidiu testar a pureza de uma embalagem de permanganato de potássio, reagindo 100 g deste sal com 0,2 mol de glicerol puro e verificando a liberação de 8,9 g de gás carbônico.Quem é o reagente limitante desta reação e qual a pureza aproximada do permanganato de potássio?
Escolha uma:
a. O reagente limitante é o glicerol e o permanganato de potássio apresenta 70% de pureza.
b. O reagente limitante é o glicerol e o permanganato de potássio apresenta 30% de pureza.
c. O reagente limitante é o permanganato de potássio, que apresenta 90% de pureza.
d. O reagente limitante é o glicerol e o permanganato de potássio apresenta 90% de pureza.
e. O reagente limitante é o permanganato de potássio, que apresenta 30% de pureza.
Respostas
Resposta: alternativa D
Explicação:
Bem comecemos calculando as massas molares dos reagentes envolvidos (KMnO4 e do glicerol) e um dos produtos formados o CO2
Reagentes
14 KMnO4 = 14x(39 + 55 +64) = 2212 g/mol
4 C3H8O3 = 4x(36+8+48) = 368 g/mol
Produto
5 CO2 = 5x(44) = 220 g/mol
Calculemos o reagente em excesso
A relação teórica diz que: 2212 g KMnO4 / 368 g C3H8O3 ≅ 6,01 g de KMnO4 / 1 g de C3H8O3
O problema diz que estamos usando 0,2 mol de Glicerol ou seja 0,2x(36+8+48) = 0,2x92 = 18,4 g.
Assim a relação real é 100 g de KMnO4 / 18,4 g de C3H8O3 ≅ 5,4 g de KMnO4 / 1 g de C3H8O3
Verificamos portanto que para cada 1 g de glicerol estamos na realidade usando uma quantidade (5,4 g) menor de KMnO4 em relação ao teórico requerido (6,01 g) . Assim o reagente em excesso ou limitante é o glicerol
Excluímos assim as alternativas C e E
Calculando a massa de CO2 que deveria ser produzida teremos
2212 g de KMnO4 ============220 g CO2
100 g x
x = 220x100 / 2212 = 22000/2212 ≅ 9,946
Como só foi produzido 8,9 g de CO2 devido ao grau de pureza do reagente e considerando 100% o rendimento da reação
então, a relação 8,9/9,946 = 0,89 ≅0,90 ou 90% de pureza
Resposta: alternativa D
Resposta:
Alternativa c)
Explicação:
Dados
MM(KMnO₄): 39+55+4*16= 158 g/mol ==> mol= 158 g
MM(C₃H₈O₃): 12*3 + 1*8 + 16*3= 92 g/mol ==> mol= 92 g
MM(CO₂): 12 + 32= 44 g/mol ==>mol= 44 g
M(KMnO₄)= 100 g
n(C₃H₈O₃)= 0.2 mol
m(CO₂)= 8.9 g
- pela estequiometria da equação química vemos que a razão é de: 14:4:7:7:5:16, isto significa que 14 mols de KMnO4 reagem com 4 mols de C₃H₈O₃, produzindo 5 mols de CO₂;
- cálculo da massa de KMnO₄ puro que reage com 0.2 mol de glicerol
4 mols(C₃H₈O₃) ----- 14*158 g(KMnO₄)
0.2 mol(C₃H₈O₃) --- x g(KMnO₄)
x= 14*158 g * 0.2 mol ÷ 4 mol
x= 110,6 g
- como para reagir com 0.2 mol de glicerol precisamos 110 g de permanganato e temos apenas 100 g, concluímos que o permanganato é o reagente limitante;
- cálculo da pureza do permanganato;
100% --- 110,6 g
x% ------- 100 g
x= 100*1000÷110.6
x≅ 90%
Obs:
- há outros caminhos para a solução, mas creio que este é o mais rápido e fácil;
- para provar o resultado, vamos calcular a massa de CO₂ que seria formado com a reação de 100 g de permanganato puro, com a massa de glicerol suficiente:
14*158 g(KMnO₄) --- 5*44 g(CO₂)
100 g(KMnO₄) ------- y g(CO₂)
y= 5*44 g * 100 g ÷ 14*158 g
y= 9,95 g(CO₂) deveriam ter sido produzidos porém foram apenas 8,9 g, concluímos assim que faltou permanganato.