No processo de Oswald o ácido nítrico é produzido a partir de NH3 por um processo de três etapas (equações não balanceadas):

Supondo um rendimento de ll I & NH3(g)+O2(g) NO(g+H2 O(g) II & NO(g)+O2(g NO2(g) III & NO2(g)+H2 O(g) HNO3(aq)+NO(g) em cada etapa, quantos gramas de ácido nítrico podem ser fabricados a partir de 1.000 g de amônia? Resp. 82%

Passo 1

Beleza, aqui a ideia é estimar quantos gramas de HNO₃ dá pra obter a partir de 1 000 g de NH₃, sabendo que cada etapa do processo de Ostwald tem rendimento de 82 %.
Matéria: estequiometria com rendimentos.
O que vamos precisar:
  1. Balancear as três reações.
  2. Converter massa de NH₃ em mols.
  3. A cada etapa, calcular quantos mols do produto se formam e aplicar o rendimento de 82 %.
  4. No final, transformar mols de HNO₃ em gramas.

Passo 2

Balanceando as equações (usando as formas mais comuns):
I) 4 NH₃(g) + 5 O₂(g) → 4 NO(g) + 6 H₂O(g)
II) 2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g)
III) 3 NO₂(g) + H₂O(g) → 2 HNO₃(aq) + NO(g)

Passo 3

Mols iniciais de NH₃:
nrm NH3=1000;rm gMrm NH3 =100017,03approx58,7;rm mol

Passo 4

Etapa I (NH₃ → NO), relação estequiométrica 4 mol NH₃ → 4 mol NO (1:1):
nrm NO,,teo=58,7;rm mol, nrm NO,,real=58,7times0,82approx48,2;rm mol

Passo 5

Etapa II (NO → NO₂), relação 2 mol NO → 2 mol NO₂ (1:1):
nrm NO2,,teo=48,2;rm mol, nrm NO2,,real=48,2times0,82approx39,6;rm mol

Passo 6

Etapa III (NO₂ → HNO₃), relação 3 mol NO₂ → 2 mol HNO₃ (2/3):
nrm HNO3,,teo =39,6times23approx26,4;rm mol, nrm HNO3,,real =26,4times0,82approx21,6;rm mol

Passo 7

Agora converte em gramas de HNO₃ (massa molar mrm HNO3 =21,6;rm moltimes63,01;rm grm mol approx1093,23;rm g ):

Resposta

A partir de 1 000 g de NH₃, com 82 % de rendimento em cada etapa, pode-se produzir cerca de 1093,23 g de HNO₃.

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