Uma amostra contendo amônia 3,56 g e hidrogênio 4 NH3(g)+3 O2(g) 2 N2(g)+6 H2 O(g) com massa total de 2 H2(g)+O2(g) +2 H2 O(g) reagiu com oxigênio segundo as reações abaixo:
18,2 g

A massa de oxigênio consumida foi de . Determine a composição de amônia e gás hidrogênio na mistura inicial.

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.

Passo 2

Primeiro, converte a massa de oxigênio consumido em número de mols.
A massa molar do O₂ é 32 g/mol, então:
n(O2) ;=;18,2;g32;g/mol ;=;0,56875;mol
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:
  1. Conservação de massa (antes de reagir):
17,x ;+; 2,y ;=; 3,56
porque massa molar NH₃ = 17 g/mol e H₂ = 2 g/mol.
2) Consumo de O₂ baseado nas reações:
  • Cada 4 mol de NH₃ usa 3 mol de O₂ ⇒ 1 mol de NH₃ usa 34,x ;+; 12,y ;=; 0,56875 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) 2y = 3,56 - 17x ;;longrightarrow;; y = 3,56 - 17x2
(2) 34x + 12!l(3,56 - 17x2r) =0,56875 ;;longrightarrow;; 34x + 3,56 -17x4 =0,56875
Vamos isolar 3x + (3,56 -17x)4 = 3,56 -14x4 =0,56875 ;;longrightarrow;; 3,56 -14x = 4cdot 0,56875 =2,275 em (1):
14x = 3,56 - 2,275 = 1,285 ;;longrightarrow;; x = 1,28514 approx 0,0918;mol
Substitui em (2):
Junta numerador:
.

Passo 5

Converte de mols para gramas:
m(NH₃) =
m(H₂) =

Resposta

A mistura inicial tinha cerca de 1,56 g de NH₃ e 2,00 g de H₂.

Exercícios relacionados