O ácido nítrico \mathrm{HNO}_{3}, é fabricado no processo de Ostwald, pela reação entre dióxido de nitrogênio, \mathrm{NO}_{2} e a água. Quantos gramas de dióxido de nitrogênio são necessários, nesta reação, para terem 5,00 \mathrm{~g} de \mathrm{HNO}_{3}.
3 \mathrm{NO}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow 2 \mathrm{HNO}_{3}(\mathrm{aq})+\mathrm{NO}_{(\mathrm{g})}

Passo 1

O enunciado dá a reação de formação do ácido nítrico no processo de Ostwald:
3\;\mathrm{NO}_{2}(g)+\mathrm{H}_{2}O(l)\rightarrow 2\;\mathrm{HNO}_{3}(aq)+\mathrm{NO}(g)
Pergunta-se quantos gramas de \mathrm{NO}_{2} são necessários para obter 5{,}00 g de \mathrm{HNO}_{3}. O conteúdo é estequiometria de reações químicas e vamos precisar das massas molares de \mathrm{HNO}_{3} e \mathrm{NO}_{2}.

Passo 2

Calculamos as massas molares aproximadas usando pesos atômicos H=1, N=14, O=16:
M(\mathrm{HNO}_{3}) = 1 + 14 + 3\times16 = 63\;\mathrm{g/mol}
M(\mathrm{NO}_{2}) = 14 + 2\times16 = 46\;\mathrm{g/mol}

Passo 3

Determinamos o número de mols de \mathrm{HNO}_{3} produzido a partir de 5{,}00 g:
n(\mathrm{HNO}_{3}) = \frac{5{,}00\;\mathrm{g}}{63\;\mathrm{g/mol}} \approx 0{,}0794\;\mathrm{mol}

Passo 4

Pela estequiometria da reação, 2 mol de \mathrm{HNO}_{3} exigem 3 mol de \mathrm{NO}_{2}. Logo,
n(\mathrm{NO}_{2}) = n(\mathrm{HNO}_{3}) \times \frac{3}{2} = 0{,}0794\;\mathrm{mol} \times \frac{3}{2} \approx 0{,}1191\;\mathrm{mol}

Passo 5

Convertendo para massa de \mathrm{NO}_{2}:
m(\mathrm{NO}_{2}) = n(\mathrm{NO}_{2}) \times M(\mathrm{NO}_{2}) = 0{,}1191\;\mathrm{mol} \times 46\;\mathrm{g/mol} \approx 5{,}48\;\mathrm{g}

Resposta

Para obter 5{,}00 g de \mathrm{HNO}_{3} são necessários aproximadamente 5{,}48 g de \mathrm{NO}_{2}.

Exercícios relacionados