Question

Qual é o máximo da massa de amônia NH3 que se pode obter a partir de 15g de hidrogênio e 60g de nitrogênio. Indique qual reagente em excesso e qual a massa em excesso. Dados: H = 1u; N=14u. N2 + 3H2 → 2NH3

Answer 1

Olá!

Primeiro temos que calcular a quantidade de mol presente na massa informada para $N_{2}$ e $H_{2}$.

Para o $N_{2}$, temos que a massa molar é de 2x14 = 28 g/mol. Assim, 60 g de nitrogênio corresponde a:

1 mol ------ 28 g de $N_{2}$

x mol ------ 60 g

x = 2,14 mol de $N_{2}$.

Da mesma forma para o $H_{2}$, temos que sua massa molar é de 2x1 = 2 g/mol. Assim, 15 g de hidrogênio corresponde a:

1 mol ------ 2 g de $H_{2}$

y mol ------ 15 g

y = 7,5 mol de $H_{2}$.

Temos pela reação que 1 mol de $N_{2}$ reage com 3 mol de $H_{2}$ para formar 2 mol de $NH_{3}$. Portanto:

1 mol $N_{2}$ ----- 3 mol de $H_{2}$

Z mol $N_{2}$ ----- 7,5 mol de $H_{2}$

Z = 2,5 mol de $N_{2}$.

Logo para que a reação acontecer e consumir todo o $H_{2}$, deveríamos ter 2,5 mol de $N_{2}$, todavia não temos, portanto, o $H_{2}$ está em excesso e o $N_{2}$ é nosso reagente limitante. Assim,

1 mol de $N_{2}$ ----- 2 mol de $NH_{3}$

2,14 mol de $N_{2}$ ----- w mol de $NH_{3}$

w = 4,28 mol de $NH_{3}$

Como a massa molar da amônia é de 14+(3x1) = 17 g/mol, temos que a massa máxima formada é de 4,28 mol x 17 g/mol = 72,86 g.

Irão reagir 2,14 mol de $N_{2}$ com 6,42 mol de $H_{2}$, logo sobraram 1,08 mol do mesmo, o que totaliza 1,08 mol x 2 g/mol = 2,16 g. Assim, sobraram 2,16 g de $H_{2}$.

Bons estudos.