a) Considerando que
de amônia foram colocados para reagir com
de dióxido de carbono, determine o número de moléculas de uréia que são geradas, sabendo que o rendimento da referida reação é de 85%.
b) Determine o número de mols do reagente em excesso.
b) Determine o número de mols do reagente em excesso.
Passo 1
Beleza, manda ver: o enunciado diz que a amônia (NH₃) e o dióxido de carbono (CO₂) reagem segundo
a) Com 14,5 kg de NH₃ e 22,1 kg de CO₂, pede o número de moléculas de ureia (CO(NH₂)₂) formado, sabendo que o rendimento é 85 %.
b) Depois, quer saber quantos mols sobra do reagente em excesso.
Conteúdo: estequiometria de reação e rendimento. Vamos precisar converter massa em mol, identificar limitante, aplicar rendimento e usar o número de Avogadro.
Passo 2
Converter as massas em mols:
– M(NH₃) ≃ 17,03 g/mol
– M(CO₂) ≃ 44,01 g/mol
– M(NH₃) ≃ 17,03 g/mol
– M(CO₂) ≃ 44,01 g/mol
Então:
Passo 3
Na reação balanceada, a proporção é 1 mol NH₃ para 1 mol CO₂ para gerar 1 mol de ureia.
Como temos 851,4 mol de NH₃ e 502,8 mol de CO₂, o CO₂ acaba primeiro.
Logo, CO₂ é o reagente limitante.
Como temos 851,4 mol de NH₃ e 502,8 mol de CO₂, o CO₂ acaba primeiro.
Logo, CO₂ é o reagente limitante.
Passo 4
Teoricamente (100 % de rendimento), todo o CO₂ (502,8 mol) geraria 502,8 mol de ureia, pois 1 mol CO₂ → 1 mol ureia.
Mas como o rendimento é só 85 %, a quantidade real de ureia formada é:
Mas como o rendimento é só 85 %, a quantidade real de ureia formada é:
Passo 5
Para saber o número de moléculas, usamos o número de Avogadro (
moléculas/mol):
$$N=;427{,}4;\mathrm{mol}\times6{,}022\times10^{23};\frac{\mathrm{moléculas}}{\mathrm{mol}}
\approx2{,}57\times10^{26};moléculas$$
Passo 6
Agora, o reagente em excesso é a amônia. Sabemos que, a cada mol de ureia formado, consome-se 1 mol de NH₃.
Como só se formaram 427,4 mol de ureia, só consumimos 427,4 mol de NH₃.
Então sobra:
Como só se formaram 427,4 mol de ureia, só consumimos 427,4 mol de NH₃.
Então sobra:
Resposta
a)
moléculas de ureia.
b) mol de NH₃ sobrando.
b)