CaO(s)+2 NH4 Cl(s) 2 NH3(g)+H2 O(g)+CaCl2(s)
a) Se 112 g de CaO e 224 g de NH4 Cl forem misturados, qual a produção máxima possível de NH3 ? Que massa do reagente em excesso resta depois de se ter formado a quantidade máxima do amoníaco?

Passo 1

Beleza, vamos por partes! A questão nos dá a reação química entre óxido de cálcio (CaO) e cloreto de amônio (NH₄Cl) para formar amônia (NH₃), água (H₂O) e cloreto de cálcio (CaCl₂). A gente precisa descobrir quanto de amônia pode ser produzido com 112 g de CaO e 224 g de NH₄Cl, e também quanto do reagente que sobra após essa reação.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular as massas molares dos reagentes e produtos para facilitar nossos cálculos.
  • CaO: Cálcio (Ca) tem massa molar de aproximadamente 40 g/mol e oxigênio (O) tem 16 g/mol. Então, a massa molar de CaO é:
    40, g/mol + 16, g/mol = 56, g/mol
  • NH₄Cl: Nitrogênio (N) é 14 g/mol, hidrogênio (H) é 1 g/mol, e cloro (Cl) é 35,5 g/mol. Então, a massa molar de NH₄Cl é:
    14, g/mol + (4 times 1, g/mol) + 35,5, g/mol = 53,5, g/mol
  • NH₃: Nitrogênio (N) 14 g/mol e hidrogênio (H) 1 g/mol, então:
    14, g/mol + (3 times 1, g/mol) = 17, g/mol

Passo 3

Agora, vamos converter as massas dos reagentes para mols usando as massas molares que calculamos.
  • Para CaO:
    112, g56, g/mol = 2, mol
  • Para NH₄Cl:
    224, g53,5, g/mol approx 4,19, mol

Passo 4

Olha lá, a reação balanceada diz que 1 mol de CaO reage com 2 mols de NH₄Cl para produzir 2 mols de NH₃. Vamos ver qual reagente vai acabar primeiro, ou seja, quem é o limitante.
  • Temos 2 mol de CaO, que precisaria de:
    2, mol CaO times 2 = 4, mol NH₄Cl
  • Nós temos aproximadamente 4,19 mol de NH₄Cl, que é um pouco mais que o necessário. Então, o CaO é o reagente limitante.

Passo 5

Agora, vamos calcular quantos mols de NH₃ serão produzidos usando o reagente limitante (CaO).
  • De acordo com a reação, 1 mol de CaO produz 2 mol de NH₃. Então:
    2, mol CaO times 2 = 4, mol NH₃
  • Convertendo para massa:
    4, mol times 17, g/mol = 68, g NH₃

Passo 6

Por fim, vamos ver quanto de NH₄Cl sobra. Sabemos que usamos 4 mol de NH₄Cl para reagir com 2 mol de CaO, e tínhamos inicialmente 4,19 mol.
  • Mols de NH₄Cl que sobraram:
    4,19, mol - 4, mol = 0,19, mol
  • Convertendo para massa:
    0,19, mol times 53,5, g/mol approx 10,17, g

Resposta

A produção máxima possível de NH3 é de 68 g e sobra aproximadamente 10,17 g de NH4Cl após a reação.

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