Quando 50,0 g de Ca reage com N2 em excesso, 41,8 g de Ca3 N2 são produzidas. Qual é a porcentagem de rendimento de Ca3 N2 ?
3 Ca([)+N2(g) CazNz(t)
(a) 67,8 %
(b) 83,6 %
© 22,6 %
(d) 100 %
(e) 33,4 %

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão nos pede para calcular a porcentagem de rendimento da reação entre o cálcio (Ca) e o nitrogênio (N₂) para formar o nitreto de cálcio (Ca₃N₂). Para isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações entre as quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a reação química envolvida. Ela é representada por:
3 Ca + N2 Ca3N2
Isso significa que 3 mols de cálcio reagem com 1 mol de nitrogênio para formar 1 mol de nitreto de cálcio.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de cálcio temos. A massa de cálcio fornecida é 50,0 g. Sabemos que a massa molar do cálcio (Ca) é aproximadamente 40,08 g/mol. Então, o número de mols de Ca é:
Mols de Ca = 50,0 , g40,08 , g/mol approx 1,247 , mol

Passo 4

Utilizando a estequiometria da reação, vemos que 3 mols de Ca produzem 1 mol de Ca₃N₂. Portanto, o número de mols de Ca₃N₂ que podemos teoricamente formar é:
Mols teóricos de Ca3N2 = 1,247 , mol Ca3 approx 0,416 , mol ó

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa teórica de Ca₃N₂ que poderia ser formada. A massa molar de Ca₃N₂ é:
Massa molar de Ca3N2 = 3 times 40,08 , g/mol + 2 times 14,01 , g/mol = 148,26 , g/mol
Então, a massa teórica é:
Massa teórica = 0,416 , mol times 148,26 , g/mol approx 61,7 , g ó

Passo 6

Sabemos que a massa real de Ca₃N₂ produzida foi de 41,8 g. Para encontrar a porcentagem de rendimento, usamos a fórmula:
Porcenta>=m de rendimento = ( Massa realMassa teórica ) times 100% ó
Substituindo os valores:
Porcenta>=m de rendimento = ( 41,8 , g61,7 , g ) times 100% approx 67,8%

Resposta

A porcentagem de rendimento de Ca3 N2 é 67,8 %.

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