Uma massa de 400 g de nitrogênio foi convertida em amônia que, por sua vez, foi oxidada a óxido nítrico, dióxido de nitrogênio e, depois, a ácido nítrico, na seguinte sequência de reações:
N2+3 H2 & 2 NH3 4 NH3+5 O2 & 4 NO+6 H2 O 2 NO+O2 & 2 NO2 3 NO2+H2 O & 2 HNO3+NO
Não levando em consideração o subproduto NO, que industrialmente seria recuperado e convertido também em ácido nítrico, que massa de HNO3 será formada?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que partimos de 400 g de N₂ e, por uma sequência de reações, acabamos formando HNO₃. O que cai aqui é estequiometria em série: a gente vai usar a relação de mols dada pelos coeficientes (­regras de três químicas) e molar masses para chegar na massa final de HNO₃. Precisamos:
  1. Converter 400 g de N₂ em mols de N₂.
  2. Usar cada reação para ver quantos mols do produto chave saem.
  3. Por fim, converter mols de HNO₃ em gramas (massa molar).

Passo 2

Primeiro, quantos mols de N₂ são 400 g?
Teoria rápida: mols = massa / massa molar. A massa molar do N₂ é 28 g/mol (14 g/mol para cada N).
n(N2) = 400 g28 g/mol = 14,2857 mol

Passo 3

Reação 1: n(NH3) = 14,2857cdot 2 = 28,5714 mol
Pelo coeficiente, 1 mol de N₂ gera 2 mol de NH₃. Então:

Passo 4

Reação 2: n(NO) = 28,5714 mol
Aqui 4 mol de NH₃ viram 4 mol de NO, logo a conversão é 1:1 em mols.

Passo 5

Reação 3: n(NO2) = 28,5714 mol
Também é 1:1 entre NO e NO₂ em mols (2→2), então

Passo 6

Reação 4: n(HNO3) = 28,5714cdot 23 = 19,0476 mol
Aqui 3 mol de NO₂ geram 2 mol de HNO₃. Assim:

Passo 7

Para converter em massa, usamos massa molar do HNO₃ = 1 + 14 + 3×16 = 63 g/mol:
m(HNO3) = 19,0476 moltimes 63 g/mol = 1,200 g

Resposta

A massa de HNO₃ formada é 1 200 g.

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