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:
Não levando em consideração o subproduto NO, que industrialmente seria recuperado e convertido também em ácido nítrico, que massa de
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:
- Converter 400 g de N₂ em mols de N₂.
- Usar cada reação para ver quantos mols do produto chave saem.
- 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).
Teoria rápida: mols = massa / massa molar. A massa molar do N₂ é 28 g/mol (14 g/mol para cada N).
Passo 3
Reação 1:
Pelo coeficiente, 1 mol de N₂ gera 2 mol de NH₃. Então:
Pelo coeficiente, 1 mol de N₂ gera 2 mol de NH₃. Então:
Passo 4
Reação 2:
Aqui 4 mol de NH₃ viram 4 mol de NO, logo a conversão é 1:1 em mols.
Aqui 4 mol de NH₃ viram 4 mol de NO, logo a conversão é 1:1 em mols.
Passo 5
Reação 3:
Também é 1:1 entre NO e NO₂ em mols (2→2), então
Também é 1:1 entre NO e NO₂ em mols (2→2), então
Passo 6
Reação 4:
Aqui 3 mol de NO₂ geram 2 mol de HNO₃. Assim:
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:
Resposta
A massa de HNO₃ formada é 1 200 g.