Question

01) Um cientista decidiu produzir amoníaco (NH3), utilizando o gás nitrogênio (N2) e oxigênio (O2). Para isso,

ele realizou o processo 5 vezes e organizou os dados em uma tabela.


1 N2 + 3 H2 → 2 NH3


Experimento I 35 g

Experimento II 28 g

Experimento III 6 g 34 g

Experimento IV 16 g

Experimento V 2 g

Preencha os dados restantes da tabela com base nas leis de Lavoisier e Proust.

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Answer 1

Resposta:

Experimento I: 6gr ($H_2$); 41gr ($NH_3$).

Experimento II: 130,75 ($N_2$); 158,76gr ($NH_3$).

Experimento III: 28gr ($N_2$).

Experimento IV: 13,16gr ($N_2$); 2,84gr ($H_2$).

Experimento V: 1,68gr ($N_2$); 0,32gr ($H_2$).

Explicação:

A Lei de Lavoisier determina o princípio da conservação das massas.

A sua célebre frase diz: "Na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma."

A partir desse conhecimento, pode-se afirmar que a soma das massas nos reagentes deverá ser igual a soma das massas nos produtos.

Temos como equação geral:

1 N2 + 3 H2 → 2 NH3

Perceba que ela está balanceada, logo, pode-se utilizar sem modificações.

Experimento I:

Determina que $N_2$ possui 35 gramas.

Sabe-se que a massa do hidrogênio é 1g por mol.

Como tem-se 6 hidrogênios (3 x 2).

Teremos nos reagentes:

1 N2 (35gr) + 3 H2 (6gr).

$35+6 = 41gr$

Logo, teremos:

$N_2 = 35g\\3H_2 = 6gr\\2NH_3 = 41gr$

Experimento II:

1 mol de $H_2$ são 2 gramas.

Temos 28 gramas de $H_2$, logo, tem-se: 14 mols de $H_2$.

1 mol de $N_2$ gera 3 mols de $H_2$.

Logo, x mol de $N_2$ terá em 14 mols de $H_2$.

1 mol de $N_2$  --- 3 mols de $H_2$

x mol de $N_2$ --- 14 mols de $H_2$

$14*1 = 3*x\\x = \frac{14}{3}\\x = 4,67mol$

2 mols de nitrogênio são 28 gramas.

Como tem-se 4,67 teremos: $28*4,67 = 130,76gr$

A massa do $NH_3$ será: $130,76 + 28 = 158,76gr$

Experimento III:

A massa do nitrogênio será: $NH_3 - H_2$.

Massa nitrogênio: $34-6 = 28gr$

Experimento IV:

$NH_3$ = 16

MM (massa molar) $NH_3$ = 17gr

Número de mols em 16 gramas de $NH_3$:

1 mol --- 17gr

x mol --- 16

x =  0,94 mol de $NH_3$

Descobrindo quantos mols de $N_2$ tem-se na reação:

1 mol de $N_2$  → $2NH_3$

1mol$N_2$  - 2mol $NH_3$

xmol $N_2$ - 0,94 mol $NH_3$

x mol de 0,47 mol $N_2$

1 mol de $N_2$ = 28gr

0,47 mol de $N_2$ = xgr

x = 13,16gr

Descobrindo a massa do $H_2$:

$16-13,16 = 2,84$

Experimento V:

1mol $NH_3$  = 17gr

x mols de $NH_3$ = 2gr

x = 0,12mol de $NH_3$

Descobrindo a massa molar de $N_2$

1mol $N_2$ → $2NH_3$

xmol $N_2$ → 0,12 $NH_3$

x =  0,06mol $N_2$

Descobrindo a massa de $N_2$

1mol $N_2$ => 28gr

0,06mol $N_2$ => x

x = 1,68gr $N_2$

Descobrindo a massa de $H_2$

$2-1,68= 0,32gr$ $H_2$