O óxido nitroso,
, é um gás incolor, também conhecido como gás hilariante ou gás do riso, pela propriedade de provocar contrações musculares involuntárias na face. Este gás é utilizado como anestésico e também para aumentar a potência de motores à combustão. Uma das formas de obtenção do
é pela reação do ácido nítrico,
, com cloreto estanoso,
, na presença de ácido clorídrico, HCl , conforme equação abaixo:
Considere que foram utilizados 2000 g de
de HCl e
de
(solução aquosa contendo
de
, em massa e densidade igual a
). Faça o que se pede.
a) Calcule o rendimento teórico, em gramas, de
.
b) Calcule o volume, em litros, de
produzido sabendo que a densidade do gás
é
. Considere, neste item, o rendimento de
.
c) Calcule o rendimento percentual se forem produzidos
de
.
Dados:
a) Calcule o rendimento teórico, em gramas, de
b) Calcule o volume, em litros, de
c) Calcule o rendimento percentual se forem produzidos
Passo 1
O enunciado pede três coisas:
- (a) o rendimento teórico, em gramas, de
; - (b) o volume, em litros, de
produzido supondo rendimento de e usando a densidade do gás dada; - (c) o rendimento percentual se forem produzidos
de .
Informações fornecidas (pegar estes números do enunciado):
- massa de
: . - massa de
: . - volume da solução de
: . - solução de
: em massa e densidade . - densidade do gás
: . - massas molares:
Passo 2
Balancear a equação química (etapa obrigatória para fazer estequiometria). Escrevendo coeficientes e balanceando por elementos obtém-se:
Interpretação útil da equação: para formar
mol de
são necessários
mol de
,
mol de
e
mol de
. Essa razão estequiométrica será usada para determinar o reagente limitante.
Passo 3
Calcular moles de cada reagente (relembrando: número de mols
; e massa de uma solução
).
-
:
-
:
-
(é solução): primeiro calcular a massa da solução e a massa do soluto.
A massa de
presente é
da massa da solução:
Portanto
Passo 4
Determinar qual reagente limita calculando quantos mols de
cada reagente poderia formar isoladamente, usando as razões estequiométricas da equação balanceada.
-
A partir de
: -
A partir de
: -
A partir de
:
O menor desses valores é
(proveniente de
). Logo
é o reagente limitante e o número de mols de
formado teoricamente é
.
Explicação curta do conceito usado (para a prova): o reagente limitante é o que acaba primeiro ao seguir as proporções da reação; calcula-se quantos mols do produto cada reagente poderia formar e o menor valor indica o limitante.
Passo 5
Calcular o rendimento teórico em massa de
:
(Arredondamento coerente com dados: três algarismos significativos.)
Passo 6
Item (b): volume do
produzido supondo rendimento
. Usar relação massa = densidade
volume, assim
:
Passo 7
Item (c): rendimento percentual se forem produzidos
de
.
- Converter
em massa usando a densidade:
- Rendimento percentual:
:
Resposta
(a)
(b)
(c)
(b)
(c)