A amônia é produzida industrialmente pela reação entre nitrogênio e hidrogênio gasoso: \mathbf{N}_{\mathbf{2}}+\mathbf{3} \mathbf{H}_{\mathbf{2}} \rightarrow \mathbf{2 N H}_{3}. Quantas moléculas de amônia podem ser produzidas de:
(b) 27 moléculas de \mathrm{N}_{2} ?

Passo 1

O enunciado pede: a partir da reação
\mathrm{N_2} + 3\,\mathrm{H_2} \longrightarrow 2\,\mathrm{NH_3},
quantas moléculas de \mathrm{NH_3} podem ser produzidas se houver 27 moléculas de \mathrm{N_2}. Informações relevantes:
  • A reação balanceada fornece as proporções entre partículas (moléculas): 1 molécula de \mathrm{N_2} reage para dar 2 moléculas de \mathrm{NH_3}.
  • Não foi informada a quantidade de \mathrm{H_2}; vou assumir que há \mathrm{H_2} em excesso (ou seja, \mathrm{N_2} é o reagente limitante), porque só foi dada a quantidade de \mathrm{N_2}.

Passo 2

Conceito-chave (explicado devagar e com exemplo): na estequiometria, os coeficientes estequiométricos da reação balanceada dizem a razão fixa entre as quantidades de moléculas (ou mols) que reagem/produzem. Aqui o coeficiente 1 de \mathrm{N_2} e o coeficiente 2 de \mathrm{NH_3} significam que, para cada 1 molécula de \mathrm{N_2} consumida, são formadas 2 moléculas de \mathrm{NH_3}.
Regra prática: multiplicar o número de moléculas de \mathrm{N_2} pelo fator de conversão dado pela razão dos coeficientes:
\text{moléculas de }\mathrm{NH_3} = \text{moléculas de }\mathrm{N_2}\times\frac{2}{1}.éé

Passo 3

Aplicando a regra ao caso dado: multiplicar 27 pelo fator \dfrac{2}{1}:
27\times\frac{2}{1}=54.
Logo, a conta direta indica 54 moléculas de \mathrm{NH_3}.

Passo 4

Método alternativo (mostra por que funciona igual usando mols e o número de Avogadro, para treinar): se forçar a pensar em mols, converte-se moléculas em mols dividindo por N_A (constante de Avogadro), aplica-se a razão estequiométrica e volta-se para moléculas multiplicando por N_A. Esquematicamente:
\frac{27}{N_A}\\ \text{mol de }\mathrm{N_2}\times\frac{2\\ \text{mol }\mathrm{NH_3}}{1\\ \text{mol }\mathrm{N_2}}=\frac{54}{N_A}\\ \text{mol de }\mathrm{NH_3},
e transformando de volta em moléculas:
\frac{54}{N_A}\times N_A = 54\\ \text{moléculas.}é
Isso confirma que usar moléculas diretamente ou passar por mols dá o mesmo resultado — porque o N_A cancela.

Passo 5

Resumo final e ânimo: com 27 moléculas de \mathrm{N_2} (e \mathrm{H_2} em excesso), obtém-se 54 moléculas de \mathrm{NH_3}. Boa! Isso é só aplicar a razão dos coeficientes; é uma conta rápida que cai bastante em prova — agora já sabe fazer de cabeça.

Resposta

54 moléculas de \mathrm{NH_3}

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