O monóxido de nitrogênio pode ser obtido pela reação entre amônia e oxigênio:
4 \mathrm{NH}_{3}+5 \mathrm{O}_{2} \rightarrow 4 \mathrm{NO}+6 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
Foram colocados para reagir 34 g de \mathrm{NH}_{3}\left(\mathrm{MM}=17 \mathrm{~g} \cdot \mathrm{~mol}^{-1}\right) e 64 g de \mathrm{O}_{2}(\mathrm{MM}=32 \mathrm{g} \cdot \mathrm{mol}^{-1} ).
a) Identifique o reagente limitante.
b) Calcule a massa de NO formada ( \mathrm{MM}=30 \mathrm{~g} \cdot \mathrm{~mol}^{-1} ).

Passo 1

O enunciado dá a reação
4\,\mathrm{NH}_3 + 5\,\mathrm{O}_2 \;\longrightarrow\; 4\,\mathrm{NO} + 6\,\mathrm{H}_2\mathrm{O}
e fornece as massas iniciais de \mathrm{NH}_3 e \mathrm{O}_2. Queremos (a) identificar o reagente limitante e (b) calcular a massa de \mathrm{NO} formada. O conteúdo aqui é estequiometria de reação química, que envolve converter massa em mol, comparar razão estequiométrica e achar o produto.

Passo 2

Calcular as quantidades em mol de cada reagente usando massa molar:
n_{\mathrm{NH}_3} = \frac{34\,\mathrm{g}}{17\,\mathrm{g}\cdot\mathrm{mol}^{-1}} = 2{,}0\;\mathrm{mol},
n_{\mathrm{O}_2} = \frac{64\,\mathrm{g}}{32\,\mathrm{g}\cdot\mathrm{mol}^{-1}} = 2{,}0\;\mathrm{mol}.

Passo 3

Comparar com a razão estequiométrica da reação: para cada 4 mol de \mathrm{NH}_3 são necessários 5 mol de \mathrm{O}_2. Se a reação avançasse x mol de “pacotes”,
4x \le 2{,}0,\quad 5x \le 2{,}0.
Da primeira desigualdade x\le0{,}50 e da segunda x\le0{,}40. O menor valor de x vem de \mathrm{O}_2, logo \mathrm{O}_2 é o reagente limitante.

Passo 4

Calcular quantidade de \mathrm{NO} formado. A estequiometria diz que de cada x mol de “pacotes” vêm 4x mol de \mathrm{NO}. Com x=0{,}40,
n_{\mathrm{NO}} = 4 \times 0{,}40 = 1{,}6\;\mathrm{mol}.

Passo 5

Transformar mols de \mathrm{NO} em massa usando massa molar 30\,\mathrm{g}\cdot\mathrm{mol}^{-1}:
m_{\mathrm{NO}} = 1{,}6\;\mathrm{mol}\times 30\,\mathrm{g}\cdot\mathrm{mol}^{-1} = 48\,\mathrm{g}.

Resposta

a) Reagente limitante: \mathrm{O}_2.
b) Massa de \mathrm{NO} formada: 48\,\mathrm{g}.

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