Qual o reagente limitante na preparação da ureia a partir da amônia na reação de 2 NH3(g)+CO2(g) OC(NH2)2(s)+H2 O(l) em que 14,5 Kg de amônia estão disponíveis para reagir com 22,1 Kg de dióxido de carbono?

Passo 1

Vamos resolver a questão de qual é o reagente limitante na preparação da ureia a partir da amônia. O conteúdo que vamos usar aqui é estequiometria, que nos ajuda a entender como as quantidades de reagentes se relacionam nas reações químicas. Precisaremos calcular a quantidade de cada reagente (amônia e dióxido de carbono) em moles para descobrir qual deles vai acabar primeiro na reação.

Passo 2

Primeiro, precisamos calcular a quantidade de matéria (número de moles) de cada reagente disponível. Para isso, usamos a fórmula:
n = mM
onde n(NH3) = 14,5 , kg times 1000 , g/kg17 , g/mol approx 852,94 , mol é o número de moles, n(CO2) = 22,1 , kg times 1000 , g/kg44 , g/mol approx 502,27 , mol é a massa do reagente e é a massa molar do reagente.
Vamos calcular a massa molar de cada reagente:
  • Amônia ( ):
    • Nitrogênio (N): 14 g/mol
    • Hidrogênio (H): 1 g/mol × 3 = 3 g/mol
    • Massa molar da amônia: g/mol
  • Dióxido de carbono ( ):
    • Carbono ©: 12 g/mol
    • Oxigênio (O): 16 g/mol × 2 = 32 g/mol
    • Massa molar do dióxido de carbono: g/mol
Agora, vamos calcular o número de moles de cada reagente:
  • Amônia:
  • Dióxido de carbono:

Passo 3

Agora, vamos analisar a reação balanceada:
2 NH3 + CO2 OC(NH2)2 + H2 O
Isso significa que 2 mols de amônia reagem com 1 mol de dióxido de carbono. Vamos ver quantos mols de Mols de CO2 necessários = 852,94 , mol , NH32 = 426,47 , mol , CO2 são necessários para reagir com toda a amônia disponível:
á
Comparando com a quantidade de que temos:
  • Nós precisamos de 426,47 mol de para reagir com toda a amônia.
  • Temos apenas 502,27 mol de .
Como temos mais do que o necessário para reagir completamente com a amônia disponível, isso significa que a amônia será consumida primeiro na reação.

Resposta

O reagente limitante é a amônia ( ).

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