Uma amostra contendo amônia
e hidrogênio
com massa total de
reagiu com oxigênio segundo as reações abaixo:
A massa de oxigênio consumida foi de
. Determine a composição de amônia e gás hidrogênio na mistura inicial.
A massa de oxigênio consumida foi de
Passo 1
Beleza, resumo rápido do que temos: uma mistura de amônia (NH₃) e hidrogênio (H₂) com massa total de 3,56 g reagiu com oxigênio, consumindo 18,2 g de O₂. Queremos descobrir quanto (em massa ou mol) de NH₃ e de H₂ havia no início.
Conteúdo da matéria: este exercício é de estequiometria, onde vamos usar conceito de mol, massa molar, lei de conservação de massa e proporção de coeficientes estequiométricos para montar equações e resolver o sistema.
Conteúdo da matéria: este exercício é de estequiometria, onde vamos usar conceito de mol, massa molar, lei de conservação de massa e proporção de coeficientes estequiométricos para montar equações e resolver o sistema.
Passo 2
Primeiro, converte a massa de oxigênio consumido em número de mols.
A massa molar do O₂ é 32 g/mol, então:
A massa molar do O₂ é 32 g/mol, então:
Isso diz quantos mols de O₂ entraram na reação total.
Passo 3
Agora definimos variáveis para a mistura inicial:
x = mols de NH₃
y = mols de H₂
Temos duas equações:
x = mols de NH₃
y = mols de H₂
Temos duas equações:
- Conservação de massa (antes de reagir):
porque massa molar NH₃ = 17 g/mol e H₂ = 2 g/mol.
2) Consumo de O₂ baseado nas reações:
2) Consumo de O₂ baseado nas reações:
- Cada 4 mol de NH₃ usa 3 mol de O₂ ⇒ 1 mol de NH₃ usa
mol de O₂. - Cada 2 mol de H₂ usa 1 mol de O₂ ⇒ 1 mol de H₂ usa
mol de O₂.
Logo:
Passo 4
Basta resolver o sistema
(1)
(2)
(1)
(2)
Vamos isolar
em (1):
Substitui em (2):
Junta numerador:
Aí
.
Passo 5
Converte de mols para gramas:
m(NH₃) =
m(H₂) =
m(NH₃) =
m(H₂) =
Resposta
A mistura inicial tinha cerca de 1,56 g de NH₃ e 2,00 g de H₂.