Questão 17. O nitrogênio reage com magnésio aquecido ao rubro formando nitreto de magnésio
. Este composto reage com água líquida e gera hidróxido de magnésio sólido e amônia gasosa. Escreva equações químicas que representem os processos descritos e calcule a massa de magnésio necessária para preparar
de amônia à pressão de
e temperatura de
.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado tá pedindo. Ele conta que:
- O nitrogênio
reage com magnésio formando nitreto de magnésio . - Esse
reage com água pra dar hidróxido de magnésio e amônia . - A gente precisa escrever as duas equações balanceadas e descobrir quanta massa de Mg é necessária para produzir 121,5 L de
nas condições de 1,000 atm e 25,00 °C.
Conteúdo que vamos usar:
- Equilíbrio e balanceamento de equação química (este é bem tranquilo).
- Estequiometria de reação e leis ponderais (pra converter mol de substância em massa).
- Lei dos gases ideais
(pra achar quantos mol de correspondem a 121,5 L).
Passo 2
Primeiro, escrevendo e balanceando as equações:
a) Formação do nitreto de Mg:
a) Formação do nitreto de Mg:
b) Reação do nitreto com água:
Aqui a ideia é simplesmente igualar átomos de Mg, N, H e O em ambos os lados.
Passo 3
Agora, vamos achar quantos mol de
cabem em 121,5 L a 1,000 atm e 25,00 °C usando a lei dos gases ideais:
Colocando valores (R = 0,08206 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ e
):
Passo 4
Da equação b) a gente vê que 1 mol de
produz 2 mol de
. Então o nitreto necessário é
E da reação a) cada mol de
veio de 3 mol de Mg, logo
Para virar massa, multiplica pela massa molar do Mg (
):
Resposta
A massa de magnésio necessária é aproximadamente 181,2 g.