Question

Na síntese da amônia (NH3), qual é o rendimento percentual da amônia quando 100 kg de hidrogênio (H2) reagem com 800 kg de nitrogênio (N2) para produzir 400 kg de amônia? Qual a massa do reagente em excesso ao final da reação?​

Answer 1

Resposta:

P= 70,58%

m(excesso)= 333,3 Kg

Explicação:

Dados

P%(NH₃)= ?

m(H₂)= 100 Kg

m(N₂)= 800 Kg

m(NH₃)= 400 Kg

m(excesso)= ?

MM(H₂)= 2 g/mol

MM(N₂)= 28 g/mol

MM(NH₃)= 17 g/mol

Reação balanceada

3 H₂ + N₂ → 2 NH₃

- cálculo da massa de N₂ que deve reagir com 100 Kg de H₂

- pela estequiometria da equação química vemos que 3 mol de H₂ reage com 1 mol de N₂, produzindo 2 mol de NH₃ assim:

Regra de três

3 mol   1 mol

3 * 2g(H₂) ----  28 g(N₂)

100 Kg(H₂) ----   m

m= 28 g * 100 Kg ÷ (2*3) g

m= 466,67 Kg

- como temos 800 Kg de N₂ e apenas 466,67 Kg participam da reação, o N₂ é o reagente em excesso;

- cálculo da massa teórica de NH₃ formada a partir de 100 Kg de H₂ (o cálculo deve ser efetuado a partir da substância limitante)

Regra de três

  3 mol            2 mol

3 * 2g(H₂) ----  2*17 g(NH₃)

100 Kg(H₂) ----   m

m= 2 * 17 g * 100 Kg ÷ (3*2) g

m(NH₃)= 566,7 Kg

- cálculo do rendimento %

Regra de três

566,7 Kg ---- 100%

400 Kg -------    P

P= 100% * 400 Kg ÷ 566,7 Kg

P= 70,58%

- cálculo da massa do reagente em excesso

- como temos 800 Kg de N₂ e apenas 466,67 Kg participam da reação, o  excesso de N₂ é de:

m(excesso)= 800 Kg - 466,7 Kg

m(excesso)= 333,3 Kg