Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 4.1 - Ex. 59
59. Uma amostra de do gás amônia, em e é misturada com do gás cloreto de hidrogênio, em e . A seguinte reação ocorre:
(a) Calcule a massa de que se forma
(b) Identifique o gás que está em excesso e determine sua pressão em , depois que a reação se completou ( no volume combinado dos dois frascos originais).
Passo 1
(a) Bora colocar a mão na massa!? Olha só! A primeira coisa que temos que fazer, é determinar o quanto em mols cada reagente está constribuindo para a reação. Para isso, usemos a equação de Clapeyron:
Façamos primeiro para a amostra de do gás amônia, dado que:
E com isso, façamos o cálculo:
Passo 2
Em seguida, vamos verificar quantos mols da amostra de cloreto de hidrogênio estão sendo fornecidos para a reação, sabendo que:
Substituimos esses valores na equação de Clapeyron e façamos o cálculo:
Passo 3
Como vemos claramente a partir de nossos cálculos, há uma maior quantidade de amônia do que de cloreto de hidrogênio na nossa reaçãozinha. Logo, não há dúvidas de que a amônia é o nosso reagente limitante, isto é, aquele reagente que será consumido por completo em primeiro lugar, fazendo com que a reação termine e consequentemente o outro reagente acabe ficando em excesso.
Voltando ao que interessa, olhemos novamente a nossa reação:
Dela tiramos que de está para de . E como sabemos o valor total do número de mols consumido de , que é , logo irão se formar também de .
E a massa molar do é dada por:
E para determinar a massa de formada, basta multiplicar:
Passo 4
(b) Para determinar o número de mols do gás em excesso, no caso o cloreto de hidrogênio, basta subtrair o número de mols fornecidos pelo do número de mols que foi consumido, que pra nossa alegria, é igualzinho ao número de mols da amônia:
Não precisa nem dizer que esse número de mols em excesso, é proveniente do reagente em maior quantidade, né? Porque tá na cara que o vem todinho do cloreto de hidrogênio .
E o que nos resta fazer, é usar a equação de Clapeyron, a lei geral dos gases, para determinar o a pressão do gás em excesso na faixa de temperatura solicitada:
Onde:
Substituindo esses valores na fórmula geral, obtemos nossa resposta:
Resposta
(a)
(b)