A amônia é produzida industrialmente pela reação entre nitrogênio e hidrogênio gasoso:
N2(g)+H2(g) NH3(g)
Quantos gramas de amônia podem ser produzidos a partir de 25 g de H2 ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química onde o nitrogênio ( N2) reage com o hidrogênio ( H2) para formar amônia ( NH3). O conteúdo que vamos usar aqui é de estequiometria, que é a parte da química que estuda as quantidades envolvidas nas reações químicas. Para resolver isso, a gente vai precisar balancear a equação química, calcular as massas molares e usar as proporções da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química. A equação que a gente recebeu é:
N2(g)+H2(g) NH3(g)
Mas, olha só, ela não tá balanceada! Na química, a gente precisa ter o mesmo número de átomos de cada elemento em ambos os lados da seta. Vamos fazer isso juntos.

Passo 3

Contando os átomos:
  • Nitrogênio ( N): 2 no lado dos reagentes e 1 em cada molécula de NH3 no lado dos produtos.
  • Hidrogênio ( H): 2 no lado dos reagentes e 3 em cada molécula de NH3 no lado dos produtos.
Para balancear, colocamos coeficientes na frente das fórmulas:
N2(g) + 3,H2(g) 2,NH3(g)
Agora temos:
  • Nitrogênio: 2 em ambos os lados.
  • Hidrogênio: 6 em ambos os lados (3 moléculas de H2 dão 6 H e 2 moléculas de NH3 também dão 6 H).

Passo 4

Agora que a equação tá balanceada, vamos para as massas molares:
  • H2: Cada átomo de H tem aproximadamente 1 g/mol, então H2 tem 2 g/mol.
  • NH3: N tem cerca de 14 g/mol e H tem 1 g/mol, então NH3 tem 14 + (3 times 1) = 17 g/mol.

Passo 5

Vamos usar a estequiometria para descobrir quantos gramas de NH3 podemos produzir a partir de 25 g de H2. Primeiro, calculamos quantos mols de H2 temos:
Mols de H2 = 25 g2 g/mol = 12,5 mol

Passo 6

Pela equação balanceada, 3 mols de H2 produzem 2 mols de NH3. Então, a proporção é:
2 mol NH33 mol H2
Multiplicamos os mols de H2 pela proporção para encontrar os mols de NH3:
12,5 mol H2 times 23 = 253 approx 8,33 mol NH3

Passo 7

Finalmente, para encontrar a massa de NH3, multiplicamos os mols pela massa molar:
8,33 mol times 17 g/mol approx 141,67 g

Resposta

A partir de 25 g de H2 é possível produzir aproximadamente 141,67 gramas de amônia ( NH3).

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