Na indústria, a amônia é obtida pelo processo denominado Haber-Bosh, pela reação entre o nitrogênio e o hidrogênio na presença de um catalisador apropriado, conforme mostra a reação não balanceada: N2 (g) + H2 (g) → NH3 (g) Com base nessas informações e sabendo que as massas molares desses compostos são: N2 = 28 g.mol-1 , H2 = 2 g.mol-1 , NH3 = 17 g.mol-1 , calcule: a) A massa de amônia produzida reagindo-se 7 g de nitrogênio com 3 g de hidrogênio;
Soluções para a tarefa
Primeiro responderei a alternativa "b" para depois a alternativa "a".
Segundo a reação balanceada:
N2 + 3H2 → 2NH3
Temos que 1 mol de N2 reage com 3 mol de H2 para formar o respectivo produto.
Então pela regra de três temos que:
1*28 --------→ 3*2
7 ------------→ X
28 gramas de N2 reage com 6 gramas de H2 (dados calculados através do cálculo de massa molecular) , então 7 gramas de N2 reage com X gramas de H2.
X= 1,5g
Através dessa operação podemos perceber que 7g de N2 reagem com 1,5g de H2. Portanto o reagente em excesso é o H2.
A MASSA EM EXCESSO DO REAGENTE É:
3g (que são disponibilizados) - 1,5g (que reagiu efetivamente) = 1,5g
Portanto a massa de amônia produzida pode ser dada pela reação:
6g H2 --------→ 34g de NH3
1,5g de H2 --------→ X
X= 8,5g
A massa de amônia produzida reagindo-se 7 g de nitrogênio com 3 g de hidrogênio é igual a 8,5g.
Estequiometria é o cálculo da quantidade das substâncias envolvidas em uma reação química. O cálculo de estequiometria de reação é realizado com base nas leis das reações e com o auxílio das equações químicas correspondentes.
Assim, temos que:
Massa molar N2 = 28 g.mol-1
H2 = 2 g.mol-1
NH3 = 17 g.mol-1
Estequiometria da reação, agora balanceada:
N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)
Sabemos que 1 mol de N2 tem 28 g, 1 mol de NH3 possui 17 g.
No entanto, pela estequiometria da reação temos que 1 mol de N2 produz 2 mols de NH3, que, em gramas, equivale a:
28 g de N2 produz 34 g de NH3.
Assim, por meio de uma regra de três simples:
28 g de N2 ------ 34 g de NH3
7g de N2 --------- m de NH3
28mNH3 = 34 . 7
28mNH3 = 238
mNH3 = 238/28
mNH3 = 8,5 g
Logo, 7g de N2 produz 8,5g de NH3.
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