A amônia é uma substância gasosa que pode ser obtida por meio da reação de dois gases: Hidrogênio e nitrogênio.
Caso fossem colocados para reagir, sob condições adequadas de temperatura e pressão, 45,0g de gás nitrogênio com 9,0 g de gás hidrogênio, qual seria a massa de produto obtida?

Passo 1

Beleza! O enunciado diz que a gente vai produzir amônia (NH₃) a partir de nitrogênio (N₂) e hidrogênio (H₂). Esse é um clássico de estequiometria em Química: a gente vai usar a reação balanceada, calcular quantos mols de cada reagente temos, descobrir qual é o reagente limitante e, a partir daí, achar a massa de NH₃ formada.

Passo 2

Primeiro, escreve a reação química balanceada e lembra da teoria de coeficientes estequiométricos:
N2 + 3H2 longrightarrow 2NH3
Os números 1, 3 e 2 são os coeficientes estequiométricos, que dizem a proporção de mols: 1 mol de N₂ reage com 3 mols de H₂ para dar 2 mols de NH₃.

Passo 3

Agora bora achar quantos mols de cada gás a gente tem. Pra isso, usamos a fórmula:
n = mM
onde n é o número de mols, m é a massa (em g) e M é a massa molar (g/mol).
– Para N₂: massa molar M(N2) = 28,0 g/mol.
nN2 = 45,0 g28,0 g/mol = 1,607 mol
– Para H₂: massa molar M(H2) = 2,0 g/mol.
nH2 = 9,0 g2,0 g/mol = 4,5 mol

Passo 4

Com os mols em mãos, a gente determina qual reagente acaba primeiro (limitante). Olha a reação: 1 mol de N₂ pede 3 mols de H₂. Se eu usar todo o N₂ que tenho (1,607 mol), eu precisaria de
1,607 times 3 = 4,821 mol de H2
Mas só tenho 4,5 mol de H₂, ou seja, vai faltar H₂ antes de acabar N₂. Então H₂ é o reagente limitante.

Passo 5

Agora calculamos quantos mols de NH₃ saem com o H₂ disponível. Da reação, 3 mol de H₂ geram 2 mol de NH₃. Logo:
nNH3 = 23 times nH2 = 23 times 4,5 = 3,0 mol

Passo 6

Falta só converter mols de NH₃ em massa. A massa molar da amônia é
M(NH3) = 14,0 + 3 times 1,0 = 17,0 g/mol
Então a massa de NH₃ é
mNH3 = nNH3 times M(NH3) = 3,0 mol times 17,0 g/mol = 51,0 g

Resposta

A massa de amônia obtida é 51,0 g.

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