Na reação gasosa \mathrm{N}_{2}+\mathrm{H}_{2}------- \mathrm{NH}_{3}, qual o volume de \mathrm{H}_{2} consumido nas CNTP, quando é produzido 340 g de \mathrm{NH}_{3} ?

Passo 1

O enunciado trata da síntese de amônia pela reação gasosa
\mathrm{N}_2 + 3\,\mathrm{H}_2 \to 2\,\mathrm{NH}_3
e pede o volume de \mathrm{H}_2 consumido nas CNTP ( 0\circC e 1 atm) quando se produz 340 g de \mathrm{NH}_3. Vamos usar a estequiometria da reação e o volume molar de um gás nas CNTP, que é 22,4 L mol ^{-1}.

Passo 2

Calculamos quantos mols de \mathrm{NH}_3 correspondem a 340 g. A massa molar de \mathrm{NH}_3 é
M(\mathrm{NH}_3) = 14 + 3\times1 = 17\;\text{g mol}^{-1}.
Logo, o número de mols de \mathrm{NH}_3 formados é
n(\mathrm{NH}_3) = \frac{340\;\text{g}}{17\;\text{g mol}^{-1}} = 20\;\text{mol}.

Passo 3

Pela estequiometria
\mathrm{N}_2 + 3\,\mathrm{H}_2 \to 2\,\mathrm{NH}_3,
a formação de 2 mol de \mathrm{NH}_3 consome 3 mol de \mathrm{H}_2. Para produzir 20 mol de \mathrm{NH}_3 precisamos de
n(\mathrm{H}_2) = 20\times\frac{3}{2} = 30\;\text{mol}.

Passo 4

Nas CNTP, todo gás ocupa 22,4 L por mol. Então o volume de \mathrm{H}_2 é
V(\mathrm{H}_2) = n(\mathrm{H}_2)\times 22,4\;\text{L mol}^{-1} = 30\times22,4 = 672\;\text{L}.

Resposta

O volume de \mathrm{H}_2 consumido é 672 L.

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