Questão 17. O nitrogênio reage com magnésio aquecido ao rubro formando nitreto de magnésio 121,5 L. 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 1,000 atm de amônia à pressão de 25,00^circ C e temperatura de .

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o enunciado tá pedindo. Ele conta que:
  1. O nitrogênio reage com magnésio formando nitreto de magnésio .
  2. Esse reage com água pra dar hidróxido de magnésio e amônia .
  3. 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:
3,Mg + N2 ;longrightarrow; Mg3N2
b) Reação do nitreto com água:
Mg3N2 + 6,H2O ;longrightarrow; 3,Mg(OH)2 + 2,NH3
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 PV = nRT Longrightarrow n = P,VR,T cabem em 121,5 L a 1,000 atm e 25,00 °C usando a lei dos gases ideais:
n(NH3) = 1,000 times 121,50,08206 times 298,15 approx 4,97;mol
Colocando valores (R = 0,08206 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ e ):

Passo 4

Da equação b) a gente vê que 1 mol de n(Mg3N2) = 4,972 approx 2,485;mol produz 2 mol de n(Mg) = 3 times 2,485 = 7,455;mol . Então o nitreto necessário é
m(Mg) = 7,455 times 24,305 approx 181,2;g
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.

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