Quando
de cálcio e
de gás nitrogênio
sofrem uma reação que tem
de rendimento, qual a massa de nitreto de cálcio
formada?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma reação química onde 56,6 g de cálcio (Ca) reagem com 30,5 g de gás nitrogênio (N₂). A reação tem um rendimento de 93,0%. Nosso objetivo é descobrir quanto de nitreto de cálcio (Ca₃N₂) é formado. Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria e rendimento químico.
Passo 2
Primeiro, precisamos escrever a equação química balanceada da reação entre cálcio e nitrogênio para formar nitreto de cálcio. A equação balanceada fica assim:
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 as massas molares dos reagentes e do produto:
- Massa molar do cálcio (Ca): aproximadamente 40,08 g/mol
- Massa molar do nitrogênio (N₂): aproximadamente 28,02 g/mol
- Massa molar do nitreto de cálcio (Ca₃N₂):
Passo 4
Em seguida, vamos calcular a quantidade de mols de cada reagente que temos:
Passo 5
Agora, vamos identificar qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual vai determinar a quantidade máxima de produto que pode ser formado. De acordo com a equação balanceada, 3 mols de Ca reagem com 1 mol de N₂. Então, para 1,089 mol de N₂, precisaríamos de:
Mas temos apenas 1,414 mol de Ca, que é menor que 3,267 mol. Portanto, o cálcio é o reagente limitante.
Passo 6
Agora, vamos calcular a quantidade de mols de Ca₃N₂ que podem ser formada a partir do Ca limitante:
Passo 7
Considerando o rendimento de 93,0%, a quantidade real de Ca₃N₂ formada será:
Resposta
A massa de nitreto de cálcio formada é aproximadamente 65,1 g.
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