O monóxido de dinitrogênio, geralmente conhecido como gás hilariante, é usado em procedimentos dentários como anestésico. Sob temperaturas elevadas e com o catalisador apropriado, o monóxido de dinitrogênio pode ser formado a partir da reação entre amônia e oxigênio:
2 NH3(g)+2 O2(g) N2 O(g)+3 H2 O(g)
Se você começar com 15,0 L de NH3(g), qual volume de O2(g) é necessário para completar a reação (ambos os gases estão nas mesmas T e P)? Qual é o volume teórico do N2 O obtido, em litros, sob as mesmas condições?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de uma reação química envolvendo gases, especificamente a formação de monóxido de dinitrogênio (N₂O) a partir de amônia (NH₃) e oxigênio (O₂). Vamos usar conceitos de estequiometria de gases, onde, sob as mesmas condições de temperatura e pressão, os volumes dos gases estão na mesma proporção das suas quantidades de matéria. Precisamos calcular:
  1. O volume de O₂ necessário para reagir completamente com 15,0 L de NH₃.
  2. O volume teórico de N₂O produzido nessa reação.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para a equação balanceada da reação:
2 NH3(g) + 2 O2(g) N2 O(g) + 3 H2O(g)
Isso nos mostra que 2 volumes de NH₃ reagem com 2 volumes de O₂ para produzir 1 volume de N₂O e 3 volumes de H₂O.

Passo 3

Agora, para encontrar o volume de O₂ necessário para 15,0 L de NH₃, usamos a proporção da reação. Como 2 volumes de NH₃ precisam de 2 volumes de O₂, a relação é 1:1.
Então, se temos 15,0 L de NH₃, também precisamos de 15,0 L de O₂.

Passo 4

Em seguida, para achar o volume de N₂O produzido, vemos que 2 volumes de NH₃ produzem 1 volume de N₂O. Portanto, a relação é 2:1.
Com 15,0 L de NH₃, o volume de N₂O será:
15,0 , L NH32 = 7,5 , L N2O

Resposta

Para reagir completamente com 15,0 L de NH₃, são necessários 15,0 L de O₂. O volume teórico de N₂O obtido é de 7,5 litros.

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