Industrialmente, o ácido nítrico
é produzido pelo processo de Ostwald, representado pelas seguintes equações:
Qual a massa de
(em gramas) que deve ser usada para produzir 1,00 tonelada de
, pelo procedimento acima, assumindo rendimento de
em cada etapa?
Passo 1
O enunciado pede a massa de
necessária para obter
tonelada de
pelo processo de Ostwald, sabendo que em cada uma das três etapas o rendimento é de
. Vamos usar relações estequiométricas para ligar
a
e depois corrigir pelo rendimento global.
Passo 2
Analisando as três reações em série, vemos que:
– Cada mol de gera 1 mol de
na etapa 1.
– Cada mol de gera 1 mol de
na etapa 2.
– Na etapa 3, mol de
formam
mol de
.
Portanto, teoricamente, mol de
produzem
mol de
.
– Cada mol de
– Cada mol de
– Na etapa 3,
Portanto, teoricamente,
Passo 3
O rendimento global do processo, combinando as três etapas de
, é
Passo 4
Calculamos o número de mols de
em
tonelada (
g). A massa molar de
é
g/mol, então
Passo 5
Sem rendimento, precisaríamos de
mol de
por mol de
, ou seja
Como o rendimento global é
, a quantidade real de mols de
é
Passo 6
Convertendo para massa, com
g/mol,
Resposta
A massa de
necessária é aproximadamente
g.