Sabendo-se que amônia reage com metano (CH4), formando cianeto de hidrogênio (HCN) e hidrogênio
gasosos, nas CNTP, apresente o que se pede nos itens abaixo. Dados (massas atômicas H:1u; C:12; N:14 u)
a) Apresente a equação devidamente balanceada, contendo os estados físicos dos reagentes e produtos.
b) Calcule a massa de amônia necessária à obtenção de 5,4kg de cianeto de hidrogênio, admitindo que a
reação tenha rendimento igual a 70%.
Soluções para a tarefa
a) Reação balanceada:
NH3 + CH4 (g) → HCN + 3 H2 (g)
b) x = 2,38 kg de NH3
De acordo com a Lei de Conservação das Massas: "Na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma”, quando as reações químicas ocorrem, a massa se conserva, pois os átomos participantes da reação se rearranjam para formar substâncias novas, que são os produtos da reação.
Dessa forma, a quantidade de átomos de cada elemento em uma reação química deve ser a mesma tanto nos reagentes quanto nos produtos, e podemos fazer isso por meio do balanceamento dos coeficientes da equação.
Portanto, temos a seguinte reação, corretamente balanceada:
NH3 + CH4 (g) → HCN + 3 H2 (g)
Temos as massas molares:
MM NH3 = 17 g/mol
MM CH4 = 16 g/mol
MM HCN = 27 g/mol
MM H2 = 2 g/mol
De acordo com a estequiometria da reação, vemos que 1 mol de amônia reage formando 1 mol de cianeto de hidrogênio (1:1).
17 g ------------ 27 g
x ------------ 5400 g
27x = 91800
x = 91800/27
x = 3400 g = 3,4 kg de NH3
Considerando o rendimento:
3,4 kg --------- 100%
x -------------- 70%
100x = 238
x = 238/100
x = 2,38 kg de NH3