Uma das etapas do processo comercial para converter amônia em ácido nítrico é a conversão de NH3 em NO:
4 NH3(g)+5 O2(g) longrightarrow 4 NO(g)+6 H2 O(l)
Em determinado experimento, 2,25 g de NH3 reage com 3,75 g de O2. Qual é o reagente limitante?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de química onde queremos descobrir qual dos dois reagentes, amônia ( NH3) ou oxigênio ( O2), vai acabar primeiro na reação, ou seja, qual é o reagente limitante. Isso é importante porque ele determina a quantidade de produto que vamos obter. Para resolver isso, precisamos usar os conceitos de estequiometria e cálculos de mols a partir das massas fornecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de cada reagente a gente tem. A fórmula para isso é:
Mols = Massa (g)Massa Molar (g/mol)
A massa molar da amônia ( NH3) é aproximadamente 17 g/mol (Nitrogênio: 14 g/mol + 3 × Hidrogênio: 3 g/mol). Já a massa molar do oxigênio ( O2) é 32 g/mol.
Então:
Mols de NH3 = 2,25 g17 g/mol approx 0,132 mol
Mols de O2 = 3,75 g32 g/mol approx 0,117 mol

Passo 3

Agora, vamos olhar para a equação balanceada da reação:
4 NH3 + 5 O2 longrightarrow 4 NO + 6 H2O
Isso nos diz que 4 mols de amônia reagem com 5 mols de oxigênio. Vamos descobrir qual reagente está em menor quantidade do que o necessário para reagir completamente com o outro.

Passo 4

Para isso, vamos calcular a quantidade de oxigênio necessária para reagir com os 0,132 mols de amônia que temos:
A gente precisa de 0,165 mols de oxigênio para reagir completamente com a amônia disponível, mas só temos 0,117 mols de oxigênio. Isso significa que o oxigênio vai acabar antes da amônia.

Passo 5

Resposta: O oxigênio ( O2) é o reagente limitante nessa reação.

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