Question

A ureia (CH4N2O) é um adubo comum que é sintetizado pela reação da amônia (NH3) com dióxido de carbono:2NH3(aq) + CO2(aq) CH4N2O(aq) + H2O(l)Em uma síntese industrial de ureia, um químico combinou 136,4g de amônia com 211,4g de dióxido de carbono e obteve 168,4g de ureia. Determine:
a) Oreagente limitante;
b) Orendimento teórico;
c) O rendimento real da reação.
Nota: utilize a tabela periódica para massa molecular

Answer 1

$2NH_3+CO_2 \to CH_4N_2O+H_2O$

Massas envolvidas:

$m_{NH_3} = 2 \cdot (14+3) = 2 \cdot 17 = 34g\\m_{CO_2} = 12+16 \cdot 2 = 12 + 32 = 44g\\m_{CH_4N_2O} = 12 + 4 + 2 \cdot 14 + 16 = 16 + 28 + 16 = 60g$

Quantidade de amônia necessária para reagir com 211,4g de dióxido de carbono:

34g     ___     44g

 x        ___     211,6g

$44x = 211,6 \cdot 34\\x = \frac{7194,4}{44}\\x \approx 163,50g$

163,5 - 136,4 = 27,10g

A amônia é o reagente limitante, necessitando 27,10g para a reação completa com o dióxido de carbono.

Ureia produzida num rendimento teórico de 100%:

136,4g  ___   z

 34g     ___   60g

$34z = 60 \cdot 136,4\\z = \frac{8184}{34}\\z \approx 240,70g$

Num rendimento de 100% seriam produzidos 240,70g de ureia.

Podemos descobrir o rendimento real usando a regra de três novamente:

240,70g   ___    100%

 168,4g    ___      w

$240,7w = 168,4 \cdot 100\\w = \frac{16840}{240,7}\\w \approx 70$

O rendimento real é de 70%.