1. Se 4,56g de nitrogênio reagissem completamente com hidrogênio para formar amônia, gramas de amônia seriam produzidas? Resp:5,53g.

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que pede. Dados fornecidos:
  • Massa do nitrogênio: 4,56\\ \mathrm{g} (peguei esse número do enunciado).
  • O nitrogênio reage completamente com hidrogênio para formar amônia.
    O que o enunciado pede:
  • Calcular quantos gramas de amônia seriam produzidos.

Passo 2

Escrever a equação química balanceada e entender a relação estequiométrica.
A reação entre nitrogênio e hidrogênio que forma amônia é:
\mathrm{N_2} + 3\,\mathrm{H_2} \to 2\,\mathrm{NH_3}
Isto significa que, em termos de mols:
  • 1 mol de \mathrm{N_2} produz 2 mols de \mathrm{NH_3}.
    Essa razão molar é a peça-chave para converter mols de \mathrm{N_2} em mols de \mathrm{NH_3}.

Passo 3

Explicar o conceito de mol e massa molar (passo didático).
  • O mol é uma quantidade de substância: 1 mol contém 6{,}022\times10^{23} entidades (átomos, moléculas).
  • A massa molar M (em \mathrm{g/mol}) é a massa de 1 mol de uma substância. Para uma molécula, soma-se as massas atômicas dos elementos que a compõem.
    Vamos calcular as massas molares necessárias (valores usados: M(\mathrm{N})=14\\ \mathrm{g/mol}, M(\mathrm{H})=1\\ \mathrm{g/mol}):
M(\mathrm{N_2}) = 2\times14 = 28\\ \mathrm{g/mol}
M(\mathrm{NH_3}) = 14 + 3\times1 = 17\\ \mathrm{g/mol}

Passo 4

Calcular o número de mols de \mathrm{N_2} fornecidos.
Fórmula que usamos:
n=\frac{m}{M}
onde n é o número de mols, m a massa dada e M a massa molar.
Aplicando:
n(\mathrm{N_2})=\frac{4,56\\ \mathrm{g}}{28\\ \mathrm{g/mol}}=0,162857\ldots\\ \mathrm{mol}

Passo 5

Usar a relação estequiométrica para encontrar os mols de \mathrm{NH_3} produzidos.
Da equação balanceada, 1\\ \mathrm{mol}\\ \mathrm{N_2} 2\\ \mathrm{mol}\\ \mathrm{NH_3}. Assim:
n(\mathrm{NH_3})=n(\mathrm{N_2})\times 2 = 0,162857\ldots\times 2 = 0,325714\ldots\\ \mathrm{mol}

Passo 6

Converter os mols de \mathrm{NH_3} em massa (gramas).
Usamos novamente m=n\cdot M, com M(\mathrm{NH_3})=17\\ \mathrm{g/mol}:
m(\mathrm{NH_3})=0,325714\ldots\\ \mathrm{mol}\times 17\\ \mathrm{g/mol}=5,536142857\ldots\\ \mathrm{g}

Passo 7

Arredondamento final e observação sobre diferenças minúsculas com a resposta fornecida.
  • O valor calculado exato é 5,536142857\ldots\\ \mathrm{g}.
  • Ao apresentar o resultado com o mesmo número de algarismos significativos da massa inicial ( 4,56 tem três algarismos significativos), arredondamos para três algarismos significativos: 5,54\\ \mathrm{g}.
  • A resposta do enunciado é 5,53\\ \mathrm{g}; a diferença é de 0,01\\ \mathrm{g} e pode ocorrer por diferenças na tabela de massas atômicas usadas ou por truncamento em vez de arredondamento. O procedimento estequiométrico mostrado aqui é o correto.

Resposta

5,54\\ \mathrm{g}

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