Uma das etapas no processo comercial para converter amônia em ácido nítrico é a conversão de
em NO:
Em determinado experimento, 4,5 g de amônia reage com 7,5 g de oxigênio. (a) Qual é o reagente limitante? (b) Quantos gramas de NO são formados? © Quantos gramas de reagente em excesso sobram depois que o reagente limitante é completamente consumido?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química onde a amônia (
) reage com oxigênio (
) para formar monóxido de nitrogênio (
) e água (
). O exercício pede para descobrir três coisas:
- Qual é o reagente limitante – ou seja, qual dos reagentes vai acabar primeiro e limitar a quantidade de produto formado.
- Quantos gramas de
são formados nessa reação. - Quantos gramas do reagente em excesso sobram depois que o reagente limitante é consumido.
Para resolver isso, vamos precisar:
- Calcular a quantidade de cada reagente em moles.
- Usar a estequiometria da reação para descobrir qual reagente vai acabar primeiro.
- Calcular a quantidade de produto formada e a quantidade de reagente que sobra.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos moles de
e
a gente tem. Para isso, usamos a fórmula:
As massas molares são aproximadamente:
-
: 14 (N) + 3×1 (H) = 17 g/mol -
: 2×16 = 32 g/mol
Então:
- Moles de
: - Moles de
:
Passo 3
Agora, vamos ver qual reagente é o limitante. Olhando para a equação balanceada:
A proporção de
para
é de 4:5. Vamos ver quanto de
seria necessário para reagir com os 0,265 mol de
:
Mas a gente só tem 0,234 mol de
, que é menos do que 0,331 mol. Ou seja, o
vai acabar primeiro. Portanto,
é o reagente limitante.
Passo 4
Agora que sabemos que o
é o limitante, vamos calcular quantos gramas de
são formados. Pela equação, 5 moles de
produzem 4 moles de
. Então, com 0,234 mol de
:
Agora, convertendo para gramas:
Passo 5
Por último, vamos ver quanto de
sobra. Usando a proporção da reação, para cada 5 moles de
, 4 moles de
são consumidos. Então, com 0,234 mol de
:
Como a gente tinha 0,265 mol de
inicialmente:
Convertendo para gramas:
Resposta
(a) O reagente limitante é o
.
(b) São formados aproximadamente 5,6 g de .
© Sobram cerca de 1,33 g de após a reação.
(b) São formados aproximadamente 5,6 g de
© Sobram cerca de 1,33 g de