Reactivo limitante y masa de producto en una reacción

, por F_y_Q

Hacemos reaccionar 10 g de sodio metálico con 9 g de agua. Determina cuál de ellos actúa como reactivo limitante y qué masa de hidróxido de sodio se formará. En la reacción también se obtiene hidrógeno.


SOLUCIÓN:

Para determinar el reactivo limitante debemos escribir la reacción que tiene lugar:

\color{blue}{\ce{Na(s) + H2O(l) -> NaOH(ac) + \textstyle{1\over 2}H2(g)}}


Es importante observar que un mol de sodio reacciona con un mol de agua. Esto quiere decir, en relación de masas, que 23 g de sodio reaccionan con 18 g de agua (que son sus masas atómica y molecular). Hacemos la proporción:

\frac{23\ g\ \ce{Na}}{18\ g\ \ce{H2O}} = \frac{10\ g\ \ce{Na}}{x}\ \to\ x = 7.83\ g\ \ce{H2O}

Ahora hay que analizar este resultado. La cantidad de agua que sería necesaria para que reaccionase todo el sodio serían los 7.83 g obtenidos, que es una cantidad MENOR que la que tengo de partida (que son 9 g), por lo que se acabará todo el sodio antes de que se agoten los 9 g de agua.
EL REACTIVO LIMITANTE ES EL SODIO.
Los cálculos se han de referir siempre al reactivo limitante. La masa molecular del \ce{NaOH} es 23 + 16 + 1 = 40 g/mol:

\frac{23\ g\ \ce{Na}}{40\ g\ \ce{NaOH}} = \frac{10\ g\ \ce{Na}}{x}\ \to\ x = \fbox{\color{red}{\bm{17.4\ g\ NaOH}}}