Para produzir dois mol de amônia é necessário reagir um mol do gás nitrogênio com três mol do gás hidrogênio. Se adicionarmos 56g do gás nitrogênio para reagir com 18g do gás hidrogênio, qual será a quantidade de amônia produzida?

Passo 1

Vamos resolver um problema de química envolvendo a produção de amônia (NH₃). A gente sabe que para produzir duas mols de amônia, precisa reagir um mol de gás nitrogênio (N₂) com três mols de gás hidrogênio (H₂). A pergunta é: se a gente tem 56 gramas de N₂ e 18 gramas de H₂, quanto de amônia vai ser produzida? Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir quantos mols de cada gás a gente tem. Para isso, precisamos conhecer a massa molar de cada gás, que é a massa de um mol dessa substância. A massa molar do nitrogênio (N₂) é aproximadamente 28 g/mol e a do hidrogênio (H₂) é cerca de 2 g/mol. Essa informação é fundamental porque nos ajuda a converter as massas que a gente tem (em gramas) para mols, que é a unidade que usamos nas reações químicas.

Passo 3

Agora, vamos converter as massas que temos para mols usando a fórmula:
número de mols = massa (g)massa molar (g/mol) ú
Para o nitrogênio:
nN₂ = 56,g28,g/mol = 2,mols
E para o hidrogênio:
nH₂ = 18,g2,g/mol = 9,mols
Então, temos 2 mols de N₂ e 9 mols de H₂.

Passo 4

Agora, precisamos verificar qual dos reagentes vai acabar primeiro, ou seja, qual é o reagente limitante. Baseado na equação química:
1,mol,N₂ + 3,mols,H₂ 2,mols,NH₃
Para cada mol de N₂, precisamos de 3 mols de H₂. Então, para 2 mols de N₂, precisaríamos de 6 mols de H₂. Como temos 9 mols de H₂ disponíveis, que é mais do que os 6 mols necessários, o reagente limitante é o nitrogênio (N₂).

Passo 5

Como o nitrogênio é o reagente limitante, vamos usar a quantidade de N₂ para calcular quantos mols de amônia serão produzidos. Segundo a equação, 1 mol de N₂ produz 2 mols de NH₃. Então, 2 mols de N₂ vão produzir:
2,mols,N₂ times 2,mols,NH₃1,mol,N₂ = 4,mols,NH₃

Passo 6

Finalmente, vamos converter os mols de amônia para gramas. A massa molar do NH₃ é aproximadamente 17 g/mol. Então, a massa de amônia produzida será:
massa = 4,mols times 17,g/mol = 68,g

Resposta

A quantidade de amônia produzida é de 68 gramas.

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