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?
b) 50

Passo 1

Resumo do enunciado: A gente tem a síntese de NH3 a partir de N2 e H2, em fase gasosa a 450 °C. Começamos com 30 mol de N2 e 75 mol de H2 e queremos saber quantos mols de NH3 saem se a reação for completa.
Conteúdo: estequiometria de reações químicas.
O que vamos precisar:
  • Balancear a equação química
  • Aplicar proporções de mols com base nos coeficientes
  • Identificar o reagente limitante

Passo 2

Balanceamento da equação. A equação dada
N2 + H2 <=ftarrows NH3
não está balanceada, pois não tem o mesmo número de átomos de N e H em ambos os lados. Ajustando coeficientes, ficamos com:
N2 + 3,H2 ;longrightarrow; 2,NH3
Agora temos 2 átomos de N e 6 de H em cada lado.

Passo 3

Cálculo das quantidades de NH3 que cada reagente pode produzir. Na estequiometria, a razão molar vem direto dos coeficientes da equação balanceada.
  • A partir de N2:
30 mol N2 times 2 mol NH31 mol N2 = 60 mol NH3
  • A partir de H2:
75 mol H2 times 2 mol NH33 mol H2 = 50 mol NH3
O reagente que rende menos produto é o limitante.

Passo 4

Identificação do limitante e quantidade final. Como 50 mol < 60 mol, o H2 é o reagente limitante e, portanto, a quantidade máxima de NH3 formada é 50 mol.

Resposta

50 mol de NH3

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