A amônia (NH3) é uma substância química muito importante para a indústria. Ela é utilizada na preparação dos produtos de limpeza, dos explosivos, dos fertilizantes, das fibras de matéria têxtil, etc. A síntese de NH3 é realizada em fase gasosa, à temperatura de aproximadamente 450^circ C, de acordo com a seguinte reação:
N2+H2 <=ftarrows NH3
Se a mistura inicial é de 30 mols de N2, e 75 mols de H2, que quantidade de NH3 será produzida, em mols, teoricamente, se a reação de síntese for completa?
d) 75

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a gente tem a síntese de amônia no gás, a cerca de 450 °C, pela reação:
N2 + H2 <=ftarrows NH3
Começamos com 30 mol de N₂ e 75 mol de H₂ e queremos saber quantos mols de NH₃ aparecem se a reação for completa.
Conteúdo: este problema é de estequiometria, em particular cálculo de reagente limitante e rendimento teórico. A gente vai precisar:
  1. balancear a equação química;
  2. calcular quantos mols de NH₃ cada reagente pode produzir;
  3. identificar qual é o reagente limitante (o que faz menos NH₃);
  4. tirar a resposta final.

Passo 2

Primeiro passo prático: balancear a reação. A forma certa é:
underbraceN21 ;+;underbrace3,H23 ;longrightarrow; underbrace2,NH32
Isso quer dizer que 1 mol de N₂ reage com 3 mol de H₂ para formar 2 mol de NH₃.

Passo 3

Agora, a ideia de reagente limitante: a gente vê, separadamente, quantos mols de NH₃ cada reagente conseguiria fazer se ele fosse consumido todo. O menor rendimento será o real.
a) Usando 30 mol de N₂:
pela estequiometria, 1 mol N₂ → 2 mol NH₃
logo 30 mol N₂ → mol NH₃
b) Usando 75 mol de H₂:
pela estequiometria, 3 mol H₂ → 2 mol NH₃
logo 75 mol H₂ → mol NH₃

Passo 4

Comparando 60 mol (vindo do N₂) e 50 mol (vindo do H₂), o H₂ só consegue produzir 50 mol de NH₃ antes de acabar. Então H₂ é o reagente limitante e o rendimento teórico é 50 mol de NH₃.

Resposta

50 mol de NH₃.

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