A reação da hidrazina, \mathrm{N}_{2} \mathrm{H}_{4}, com o peróxido de hidrogênio, \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}, tem sido utilizada em motores de foguetes. Uma maneira pela qual esses compostos reagem é descrita pela equação:
\mathrm{N}_{2} \mathrm{H}_{4}+7 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{HNO}_{3}+8 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
De acordo com essa equação, quantos gramas de \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2} são necessários para uma reação completa com 852 g de \mathrm{N}_{2} \mathrm{H}_{4} ?

Passo 1

O enunciado dá a reação \r
\mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4} + 7\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2} \longrightarrow 2\,\mathrm{HNO}_{3} + 8\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\r
e pede a massa de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2} necessária para reagir completamente com 852 g de \mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4}. O conteúdo é estequiometria: vamos\r
  1. calcular moles de \mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4},\r
  2. usar a proporção molar 1:7 para obter moles de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2},\r
  3. converter esses moles em massa usando a massa molar de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2}.

Passo 2

Calcular os moles de \mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4}. A massa molar é\r
\\ M(\mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4}) = 2\times 14{,}01 + 4\times 1{,}008 = 28{,}02 + 4{,}032 = 32{,}052\\ \mathrm{g/mol}.\r
Logo,\r
\\ n(\mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4}) = \frac{852\\ \mathrm{g}}{32{,}052\\ \mathrm{g/mol}} \approx 26{,}59\\ \mathrm{mol}.

Passo 3

Pela reação, cada mol de \mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4} consome 7 mol de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2}. Assim,\r
\\ n(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2}) = 7 \times 26{,}59 \approx 186{,}13\\ \mathrm{mol}.

Passo 4

Agora convertemos moles de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2} em massa. A massa molar é\r
\\ M(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2}) = 2\times 1{,}008 + 2\times 16{,}00 = 2{,}016 + 32{,}00 = 34{,}016\\ \mathrm{g/mol}.\r
Logo,\r
\\ m(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2}) = 186{,}13\\ \mathrm{mol} \times 34{,}016\\ \mathrm{g/mol} \approx 6330\\ \mathrm{g}.

Resposta

Para reagir completamente com 852 g de \mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4} são necessários aproximadamente 6330 g de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{2}.

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