A síntese de haber-bosch, método de produção de amônia pode ser equacionada da seguinte forma. Sabendo-se que 28g de N2 reagem completamente com 6g de H2, pergunta-se: qual a massa de NH3 formada?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química sobre a síntese de Haber-Bosch, que é o método usado para produzir amônia (NH₃). A gente precisa descobrir quanto de amônia é formado quando 28g de nitrogênio (N₂) reagem completamente com 6g de hidrogênio (H₂). Para isso, vamos 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 escrever a equação química balanceada da síntese de Haber-Bosch:
Isso significa que 1 mol de nitrogênio reage com 3 mols de hidrogênio para formar 2 mols de amônia.
Passo 3
Agora, precisamos calcular quantos mols temos de cada reagente. Para isso, usamos a fórmula:
As massas molares são:
- N₂: 28 g/mol
- H₂: 2 g/mol
Então:
Passo 4
Agora, vamos verificar qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual vai se esgotar primeiro e determinar a quantidade de amônia que será formada. De acordo com a equação balanceada:
1 mol de N₂ reage com 3 mols de H₂.
Temos exatamente 1 mol de N₂ e 3 mols de H₂, então ambos estão na proporção correta. Nenhum dos reagentes está em excesso.
Passo 5
Então, usando a estequiometria da reação, sabemos que:
1 mol de N₂ produz 2 mols de NH₃.
Como temos 1 mol de N₂, podemos esperar a formação de:
Passo 6
Agora, vamos converter os mols de amônia para massa. A massa molar da amônia (NH₃) é:
Então:
Resposta
A massa de NH₃ formada é 34 gramas.