Question

A amônia (NH3) é um composto químico produzido a partir da reação entre os gases nitrogênio (N2) e hidrogênio (H2), a partir da reação não balanceada:

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Se forem utilizadas 8 gramas de nitrogênio reagindo com hidrogênio, então, qual será a massa, em gramas, de amônia produzida? Considere MA nitrogênio = 14 u e MA hidrogênio = 1 u.

Answer 1

Após realizar os cálculos concluiu-se que a massa de amônia produzida nessa reação será 9,71 g.

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❑     Como chegar nesse resultado?

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Primeiramente vamos balancear a equação química, depois calcular as massas molares e por fim faremos o cálculo estequiométrico.

Acompanhe a resolução a seguir.

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❑     Balanceamento da reação química:

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$\Large\text{ \mathrm{N_{2}~+~H_{2}~\rightarrow~NH_{3}} }$

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Tem 2 átomos de nitrogênio (N) nos reagentes, então vamos adicionar 2 também nos produtos:

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$\Large\text{ \mathrm{N_{2}~+~H_{2}~\rightarrow~2~NH_{3}} }$

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Agora tem 6 átomos de hidrogênio (H) nos produtos, então vamos adicionar o número 3 na frente do H₂ dos reagentes:

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$\Large\text{ \mathrm{N_{2}~+~3~H_{2}~\rightarrow~2~NH_{3}} }$

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Tem 2 átomos de N nos reagentes e nos produtos, bem como 6 átomos de H nos reagentes e nos produtos. Como as quantidades de átomos são iguais nos dois lados da equação (reagentes e produtos), o balanceamento está finalizado.

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❑     Massa molar:

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Na estequiometria temos que fazer a relação entre as massas de nitrogênio (N₂) e amônia (NH₃). Para isso precisamos calcular a massa molar dessas moléculas:

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$\mathrm{N:~14u~\times~2~\acute{a}tomos~=~28u~=~28~g/mol}$ ⇒ massa molar do N₂

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$\mathrm{N:~14u~\times~1~\acute{a}tomo~=~14u}$

$\mathrm{H:~1u~\times~3~\acute{a}tomos~=~3u}$

$\mathrm{14u~+~3u~=~17u~=~17~g/mol}$ ⇒ massa molar do NH₃

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❑     Cálculo estequiométrico:

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$\Large\text{ \mathrm{N_{2}~+~3~H_{2}~\rightarrow~2~NH_{3}} }$

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De acordo com as massa molares, 1 mol de N₂ equivale 28 g e 1 mol de NH₃ equivale 17 g.

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Na equação vemos que 1 mol de N₂ gera 2 mols de NH₃, então 28 g de N₂ gera $\sf{2~\times~17~=~34}$ g de NH₃.

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 N₂                             NH₃

28 g ---------------------- 34 g

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Se forem usados 8 g de N₂, qual será a massa de NH₃?

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 N₂                             NH₃

28 g ---------------------- 34 g

 8 g ----------------------   x

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$\large\text{ \mathrm{x~=~\dfrac{34~g~\times~8~\backslash\!\!\!g}{28~\backslash\!\!\!g}~=~\dfrac{272~g}{28}~=~\underline{\boxed{\bf{9,71~g}}}} }$

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Portanto, a massa de amônia produzida será 9,71 g.

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