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:
Se você começar com
de
, qual volume de
é necessário para completar a reação (ambos os gases estão nas mesmas T e P)? Qual é o volume teórico do
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:
- O volume de O₂ necessário para reagir completamente com 15,0 L de NH₃.
- O volume teórico de N₂O produzido nessa reação.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar para a equação balanceada da reação:
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:
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.