Uma das etapas no processo comercial para converter amônia em ácido nítrico é a conversão de
em NO:
Em determinado experimento
de reage com
de
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química onde a amônia (
) reage com o oxigênio (
) para formar monóxido de nitrogênio (
) e água (
). O que precisamos fazer aqui é descobrir qual dos reagentes é o que vai acabar primeiro na reação, ou seja, qual é o reagente limitante. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e produtos em uma reação química.
Passo 2
Primeiro, vamos anotar a equação balanceada da reação:
Isso significa que 4 mols de amônia reagem com 5 mols de oxigênio para produzir 4 mols de monóxido de nitrogênio e 6 mols de água.
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de mols de cada reagente que temos no experimento. Para isso, usamos a fórmula:
As massas molares são aproximadamente:
-
: 17 g/mol -
: 32 g/mol
Então,
Passo 4
Agora, vamos usar a estequiometria da reação para descobrir qual reagente vai se esgotar primeiro. A relação de mols na reação é 4:5 entre
e
. Então, para ver qual deles é o limitante, vamos calcular quantos mols de
seriam necessários para reagir completamente com os 0,132 mol de
que temos:
Mas nós só temos 0,117 mol de
, que é menos do que os 0,165 mol necessários. Isso significa que o
vai acabar primeiro, fazendo dele o reagente limitante.
Passo 5
Com isso, vamos calcular quanto de
será produzido usando o
como limitante. Da equação balanceada, vemos que 5 mols de
produzem 4 mols de
. Então:
Resposta
No experimento, o oxigênio (
) é o reagente limitante, e serão produzidos aproximadamente
de monóxido de nitrogênio (
).
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