P.-S.
La reacción que tiene lugar es:
![\color[RGB]{2,112,20}{\textbf{\ce{H2(g) + \frac{1}{2}O2(g) -> H2O(g)}}}](local/cache-vignettes/L304xH44/524a4d76910bf1ae6f052cbcf3ae9101-6be93.png?1732995059 "\color[RGB]{2,112,20}{\textbf{\ce{H2(g) + \frac{1}{2}O2(g) -> H2O(g)}}}")
Para poder establecer el reactivo limitante, debes convertir a mol cada uno de los reactivos y aplicar la estequiometría de la reacción. Aplicando la ecuación de los gases ideales:
![PV = nRT \ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{n = \frac{PV}{RT}}}](local/cache-vignettes/L242xH49/8f00e5debb230498be0fe3b28a6fb6ac-3f932.png?1732995059 "PV = nRT \ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{n = \frac{PV}{RT}}}")
Sustituyes y calculas los moles de hidrógeno y oxígeno:
![n_{\ce{H2}} = \frac{2\ \cancel{atm}\cdot 50\ \cancel{L}}{0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot \cancel{L}}{\cancel{K}\cdot \text{mol}}\cdot 293\ \cancel{K}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{4.16 mol \ce{H2}}}](local/cache-vignettes/L395xH62/4f9bea1d3f8efcb8ea027174f1d5c836-e7ed2.png?1732995059 "n_{\ce{H2}} = \frac{2\ \cancel{atm}\cdot 50\ \cancel{L}}{0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot \cancel{L}}{\cancel{K}\cdot \text{mol}}\cdot 293\ \cancel{K}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{4.16 mol \ce{H2}}}")
![n_{\ce{O2}} = \frac{3\ \cancel{atm}\cdot 30\ \cancel{L}}{0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot \cacnel{L}}{\cancel{K}\cdot \text{mol}}\cdot 303\ \cancel{K}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{3.62 mol \ce{O2}}}](local/cache-vignettes/L395xH58/963464efc7ed674e2e600cb667683e0f-34011.png?1732995059 "n_{\ce{O2}} = \frac{3\ \cancel{atm}\cdot 30\ \cancel{L}}{0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot \cacnel{L}}{\cancel{K}\cdot \text{mol}}\cdot 303\ \cancel{K}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{3.62 mol \ce{O2}}}")
Necesitas el doble de moles de hidrógeno que de oxígeno en la reacción de formación del agua y no dispones de esa cantidad, por lo que
el hidrógeno será el reactivo limitante. La reacción se dará hasta que se agote el hidrógeno y
sobrará oxígeno. Para calcular la masa de oxígeno que sobra tienes que determinar los moles de oxígeno que reaccionan y así puedes obtener los moles que sobran:
![4.16\ \cancel{\ce{mol\ H2}}\cdot \frac{0.5\ \ce{mol\ O2}}{1\ \cancel{\ce{mol\ H2}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{2.08 mol \ce{O2}}}](local/cache-vignettes/L383xH49/ba004f2c2bcca5b0784d116327de9815-16d39.png?1732995059 "4.16\ \cancel{\ce{mol\ H2}}\cdot \frac{0.5\ \ce{mol\ O2}}{1\ \cancel{\ce{mol\ H2}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{2.08 mol \ce{O2}}}")
Si reaccionan 2.08 mol de
quiere decir que sobran: br/>
![(3.62 - 2.08)\ \text{mol} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{1.54 mol \ce{O2}}}](local/cache-vignettes/L310xH23/28e5050fb0383aff11d5c788fa3c1ab2-df72e.png?1732995059 "(3.62 - 2.08)\ \text{mol} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{1.54 mol \ce{O2}}}")
Lo conviertes en masa:
![1.54\ \cancel{\text{mol}}\ \ce{O2}\cdot \frac{32\ g}{1\ \cancel{\text{mol}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{49.3 g \ce{O2}}}}](local/cache-vignettes/L321xH47/785fc6b8b15c183ca33154a520a7c62a-e7b01.png?1732995059 "1.54\ \cancel{\text{mol}}\ \ce{O2}\cdot \frac{32\ g}{1\ \cancel{\text{mol}}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{49.3 g \ce{O2}}}}")
Para saber el agua que se forma debes tomar como referencia el hidrógeno, que es el reactivo limitante:
![4.16\ \cancel{\ce{mol\ H2}}\cdot \frac{1\ \ce{mol\ H2O}}{1\ \cancel{\ce{mol\ H2}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{4.16 mol \ce{H2O}}}](local/cache-vignettes/L403xH49/a4c67775485b5ef5ba55a33b3a6b197a-9d3eb.png?1732995059 "4.16\ \cancel{\ce{mol\ H2}}\cdot \frac{1\ \ce{mol\ H2O}}{1\ \cancel{\ce{mol\ H2}}} = \color[RGB]{0,112,192}{\textbf{4.16 mol \ce{H2O}}}")
Solo queda convertir esos moles a volumen con la condiciones dadas para el agua:
![PV = nRT\ \to\ V = \frac{nRT}{P} = \frac{4.16\ \cancel{mol}\cdot 0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot L}{\cancel{K}\cdot \cancel{mol}}\cdot 313\ \cancel{K}}{4\ \cancel{atm}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{26.7 L \ce{H2O}}}}](local/cache-vignettes/L640xH46/404a73d63a2fa622e6c2bef4819db646-cc8be.png?1732995059 "PV = nRT\ \to\ V = \frac{nRT}{P} = \frac{4.16\ \cancel{mol}\cdot 0.082\ \frac{\cancel{atm}\cdot L}{\cancel{K}\cdot \cancel{mol}}\cdot 313\ \cancel{K}}{4\ \cancel{atm}} = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{26.7 L \ce{H2O}}}}")
Ejercicios FyQ