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Para determinar el reactivo limitante en una reacción química y la masa del reactivo en exceso que no reacciona, primero debemos calcular la cantidad de cada reactante y luego compararlas para identificar el reactivo limitante.
Dada la ecuación química:
MnO2 (s) + 4 HCl (ac) → MnCl2 (ac) + 2 H2O + Cl2 (g)
Podemos ver que la relación estequiométrica entre MnO2 y HCl es 1:4.
Cálculo de los moles de cada reactante:
- Moles de MnO2: 3 moles
- Moles de HCl: 8 moles
a) Determinación del reactivo limitante:
1. Calculamos cuántos moles de HCl se necesitan para reaccionar con los 3 moles de MnO2:
- 3 moles de MnO2 * (4 moles de HCl / 1 mol de MnO2) = 12 moles de HCl necesarios
2. Como solo tenemos 8 moles de HCl, el HCl es el reactivo limitante.
b) Cálculo de la masa del reactivo en exceso que no reacciona:
1. Calculamos cuántos moles de HCl están en exceso:
- Moles de HCl en exceso = Moles de HCl inicial - Moles de HCl utilizados
- Moles de HCl en exceso = 8 moles - 12 moles = -4 moles (negativo significa que no hay exceso de HCl)
Como el resultado es negativo, significa que no hay reactivo en exceso en este caso y todo el MnO2 ha reaccionado con el HCl limitante.
Por lo tanto, en esta reacción, el ácido clorhídrico (HCl) es el reactivo limitante y no hay masa de reactivo en exceso que no reaccione.