Uma reação importante na produção de fertilizantes nitrogenados é a oxidação da amônia:
Quantos litros de
, medidos a
e
, devem ser usados para produzir 100 litros de NO a
e 750 Torr?
Passo 1
O enunciado dá a reação e pede o volume de
nas condições indicadas para produzir certo volume de
. Dados extraídos do enunciado:
- Reação:
- Volume de
produzido: medidos a e . - Condições do
que queremos usar: e .
O que se pede: calcular(em litros) nas condições e necessárias para produzir de nas condições dadas.
Passo 2
Escolha do método e ideia geral (explicação didática).
- Em gases ideais a relação entre pressão, volume, número de mols e temperatura é dada pela lei dos gases ideais:
onde
é a pressão,
o volume,
o número de mols,
a constante dos gases e
a temperatura em kelvin.
- Estratégia: (1) usar a lei dos gases ideais para achar o número de mols de
produzido nas condições dadas; (2) usar a estequiometria da reação para obter os mols de necessários; (3) usar a lei dos gases ideais outra vez para calcular o volume de nas condições especificadas. - Valor da constante dos gases que vamos usar (unidades compatíveis com litros e atm):
Explicação curta: a razão de usarmos
é que, para um gás ideal, dado
,
e
podemos determinar
. Em seguida a estequiometria liga
a
.
Passo 3
Converter temperaturas para kelvin (obrigatório em
). A fórmula é
.
Passo 4
Converter a pressão de
de Torr para atm. A relação é
, logo:
Passo 5
Calcular o número de mols de
a partir de
. Temos
,
e
. Aplicando:
Substituindo os valores:
Agora calculando passo a passo:
Interpretação: produzir
de
nessas condições corresponde a aproximadamente
mol de
.
Passo 6
Usar a estequiometria da reação para obter os mols de
necessários.
- Da reação,
mol de exigem mol de . Assim:
Substituindo:
Passo 7
Calcular o volume de
nas condições dadas usando
rearranjada para
:
Substituindo
,
,
e
:
Interpretação: é preciso aproximadamente
de
nas condições
e
.
Passo 8
Verificação rápida e arredondamento:
- Verificou-se a consistência das unidades (pressões em atm, volumes em L, temperatura em K e
compatível). - Arredondando para três dígitos significativos, a resposta final fica
.
Força aí — você já domina a técnica: ideal gas law + estequiometria. Dá pra aplicar isso rápido na prova.