Vamos analisar a questão.
Esta questão envolve conceitos relacionados à estequiometria de reações e para resolvê-la é importante escrever a reação e balanceá-la corretamente. De acordo com o enunciado temos a reação do BCl3 com o P4 e o gás hidrogênio (H2) formando o BP e cloreto de hidrogênio (HCl):
BCl3 + P4 + H2 → BP + HCl
O balanceamento dessa reação pode ser feito pelo método de tentativas:
• Como são 4 fósforos no reagente basta colocar um 4 na frente do BP do produto para balancear esse elemento;
• Com o passo anterior é necessário colocar um 4 na frente do BCl3 do reagente para balancear o B;
• Com o passo anterior temos 12 cloros no reagente e para balancear o cloro basta colocar um 12 na frente do HCl do produto;
• Por fim, como o H2 está sozinho nos reagentes, basta balancear esse elemento colocando um 6 na frente, para que haja 12 hidrogênios, assim como no produto, de acordo com o passo anterior.
Assim, temos:
4 BCl3 + P4 + 6 H2 → 4 BP + 12 HCl
O reagente limitante limita a quantidade de produto formado e é totalmente consumido na reação. Nesse caso, são misturados 12 mols de cada um dos reagentes (BCl3, P4 e H2). Portanto, o H2 é o reagente limitante, uma vez que a cada 12 mols de BCl3 e P4 seriam necessários:
4 mols de BCl3 reagem com 6 mols de H2
12 ------------- X
X = 12 ∙ 6/4 = 18 mols de H2
1 mol de P4 reage com 6 mols de H2
12 ----------- Y
Y = 12 ∙ 6 = 72 mols de H2
Sendo assim, considerando os 12 mols do reagente limitante, basta realizar uma regra de três para saber a quantidade máxima de fosfeto de boro (BP) formada:
6 mols de H2 produzem 4 mols de BP
12 mols ----------- Z
Z = 4 ∙ 12/6 = 8 mols de BP
Como são 12 mols de H2, para saber o quanto reagiu dos outros reagentes basta multiplicar os coeficientes por 2, uma vez que na reação balanceada temos 6 mols de H2. Dessa forma, reagem 8 mols de BCl3 e 2 mols de P4. Como são 12 mols inicialmente de cada reagente sobram no total:
12 - 8 (mols de BCl3) + 12 - 2 (mols de P4) = 24 - 10 = 14 mols sem reagir
Gabarito do Professor: Letra B.
Vamos lá!!
Primeiramente, devemos montar e balancear a reação química..
BCl3 + P4 + H2 -------------> BP + HCl (sem o devido balanceamento)
4 BCl3 + P4 + 6 H2 -------------> 4 BP + 12 HCl (Com balanceamento)
Agora, analisemos o que diz o enunciado.. Temos 12 mol de cada um dos reagentes, logo, descobrimos que o reagente limitante é o gás hidrogênio (H2)
Se 6 mol de gás hidrogênio forma 4 mol de fosfeto de boro.
Então 12 mol de gás hidrogênio forma 8 Mol de fosfeto de boro. (AQUI TEMOS A RESPOSTA DA NOSSA PRIMEIRA PERGUNTA)
Se 6 mol de gás hidrogênio consome 4 mol de tricloreto de boro e 1 mol de fósforo branco
Então 12 mol de gás hidrogênio consome 8 mol de tricloreto de boro e 2 mol de fósforo branco
Logo, 12 mol de tricloreto de boro - 8 mol de tricloreto de boro = 4 mol de tricloreto de boro (sobra)
12 mol de fósforo branco - 2 mol de fósforo branco = 10 mol de fósforo branco (sobra)
4 mol de tricloreto de boro +10 mol de fósforo branco = 14 mol de sobra (AQUI TEMOS A RESPOSTA DA NOSSA segunda PERGUNTA)