O mais importante processo comercial para converter N2 do ar em compostos contendo nitrogênio é baseado na reação de N2 e H2 para formar (NH3) :
N2+H2 NH3
Qual quantidade de matéria de NH3 pode ser formada a partir de 5,0 mols de N2 e 9,0 mols de H2 ?
N=14 g / mol ; H=1 g / mol

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a gente quer transformar N₂ e H₂ em NH₃ (amônia). Isso é uma questão de estequiometria e reagente limitante, assunto de Química Geral. Para resolver a gente vai precisar:
  1. Balancear a reação química;
  2. Entender a relação molar (coeficientes estequiométricos);
  3. Ver qual reagente acaba primeiro (limitante);
  4. Calcular quantos mols de NH₃ isso gera.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a reação. O enunciado dá:
N2 + H2 NH3
Mas, para obedecer a lei da conservação de massa, precisamos dos coeficientes:
N2 + 3,H2 longrightarrow 2,NH3
Aqui:
  • 1 mol de N₂ consome 3 mol de H₂ e produz 2 mol de NH₃.
    Isso vem do conceito de coeficientes estequiométricos: eles indicam a proporção molar entre reagentes e produtos.

Passo 3

Agora, vamos ver qual reagente é limitante. Temos 5,0 mol de N₂ e 9,0 mol de H₂.
– Se eu quisesse usar todo o N₂ (5,0 mol), precisaria de:
5,0,mol N2 times 3,mol H21,mol N2 = 15,mol H2
Mas só tenho 9,0 mol de H₂, ou seja, não basta: H₂ é o limitante.
– Por outro lado, se eu usasse todo o H₂ (9,0 mol), precisaria de:
9,0,mol H2 times 1,mol N23,mol H2 = 3,0,mol N2
E aí sobrariam N₂, mas isso só confirma que H₂ acaba primeiro.

Passo 4

Como H₂ é limitante, é ele quem determina quantos mols de NH₃ a gente pode formar. Pela estequiometria:
underbrace3,mol H2consumidos longrightarrow underbrace2,mol NH3produzidos
Logo, com 9,0 mol de H₂:
9,0,mol H2 times 2,mol NH33,mol H2 = 6,0,mol NH3

Resposta

A partir de 5,0 mol de N₂ e 9,0 mol de H₂, a quantidade máxima de NH₃ que pode ser formada é 6,0 mol.

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