Questão de Química — Grandezas: massa, volume, mol, massa molar, constante de Avogadro e Estequiometria. — INSTITUTO AOCP 2018

Cálculo estequiométrico com rendimento

Gabarito: letra E. A massa do reagente em excesso (anilina) ao final da reação é 130,2 kg, valor superior a 120 kg, portanto no intervalo m₁ > 120. A resolução envolve determinar o reagente limitante e aplicar o rendimento de 80%.

Reação balanceada

C₆H₅NH₂ + (CH₃CO)₂O → C₆H₅NHCOCH₃ + CH₃COOH (proporção 1:1)

Massas molares

• Anilina (C₆H₅NH₂): 93 g/mol (C=72, H=7, N=14)

• Anidrido acético ((CH₃CO)₂O): 102 g/mol (C=48, H=6, O=48)

Cálculo das quantidades iniciais

• Anilina: 279 kg = 279 000 g → n = 279 000 / 93 = 3000 mol

• Anidrido: 204 kg = 204 000 g → n = 204 000 / 102 = 2000 mol

Reagente limitante e excesso (rendimento 100%)

Proporção 1:1 → limitante é o anidrido (2000 mol). Seriam consumidos 2000 mol de anilina, sobrando 1000 mol de anilina (93 kg).

Aplicação do rendimento de 80%

Apenas 80% do limitante reage: 0,8 × 2000 = 1600 mol de anidrido. Isso consome 1600 mol de anilina.

Sobra de anilina: 3000 − 1600 = 1400 mol.

Massa de anilina remanescente: 1400 × 93 = 130 200 g = 130,2 kg (m₁).

Verificação das alternativas

• A) m₁ ≤ 30 – Falso.

• B) 30 < m₁ ≤ 60 – Falso.

• C) 60 < m₁ ≤ 90 – Falso.

• D) 90 < m₁ ≤ 120 – Falso (93 kg cairia aqui se o rendimento fosse 100%, mas não é).

• E) m₁ > 120 – ✅ Correto (130,2 kg > 120).

Gabarito: letra E.