A estequiometria é responsável pela análise quantitativa da composição das substâncias consumidas e formadas em uma reação química. O cálculo estequiométrico estabelece uma relação entre as quantias de reagentes e produtos de uma reação química. Assim, é possível saber a quantidade de produtos que serão utilizados em uma reação e a quantidade de produtos que serão formados.
Fonte: https://www.todamateria.com.br/calculos-estequiometricos. Acesso em: 23 abr. 2024.
Para produzir dois mols de amônia, é necessário reagir um mol do gás nitrogênio com três mols do gás hidrogênio. Se adicionarmos 56 g do gás nitrogênio para reagir com 18 g do gás hidrogênio, qual será a quantidade de amônia produzida? Descubra qual o reagente limitante, realize o cálculo e assinale a alternativa que corresponde à quantidade de amônia produzida:

ALTERNATIVAS

Nitrogênio; 68g de amônia.
Hidrogênio; 68g de amônia.
Nitrogênio; 48g de amônia.
Hidrogênio; 48g de amônia.
Amônia; 68 g de amônia.

Passo 1

O enunciado apresenta a reação de síntese da amônia \mathrm{N_{2} + 3H_{2} \rightarrow 2NH_{3}}
e pede a massa de \mathrm{NH_{3}} formada a partir de 56 g de \mathrm{N_{2}} e 18 g de \mathrm{H_{2}}. O conteúdo é cálculo estequiométrico, em que vamos converter massas em mols, identificar o reagente limitante e depois calcular a quantidade de produto.

Passo 2

Calculamos quantos mols de cada reagente temos usando as massas molares ( M(\mathrm{N_{2}})=28 g/mol, M(\mathrm{H_{2}})=2 g/mol):
n(\mathrm{N_{2}})=\frac{56}{28}=2\text{ mol}
n(\mathrm{H_{2}})=\frac{18}{2}=9\text{ mol}

Passo 3

Pela estequiometria, 1 mol de \mathrm{N_{2}} exige 3 mol de \mathrm{H_{2}}. Para consumir 2 mol de \mathrm{N_{2}} precisaríamos de
2\times 3 =6\text{ mol de } \mathrm{H_{2}}.
Como temos 9 mol de \mathrm{H_{2}}, sobra \mathrm{H_{2}} e o limitante é o \mathrm{N_{2}}.

Passo 4

Cada mol de \mathrm{N_{2}} gera 2 mol de \mathrm{NH_{3}}, então 2 mol de \mathrm{N_{2}} formam
2\times 2 =4\text{ mol de } \mathrm{NH_{3}}.
Convertendo para massa com M(\mathrm{NH_{3}})=17 g/mol:
m(\mathrm{NH_{3}})=4\times 17=68\text{ g}.

Resposta

Nitrogênio; 68 g de amônia.

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