A uréia usada nas sínteses de fertilizantes é formada pela seguinte reação:
Se
de amônia reagem com excesso de
e forma-se
de uréia, qual é o rendimento percentual?
Passo 1
O enunciado dá a reação
e informa que
de amônia reagem com excesso de
e que se obtêm
de uréia. A pergunta é: qual o rendimento percentual da reação?
Dados relevantes listados:
Dados relevantes listados:
- massa de amônia disponível:
(limita a reação, pois está em excesso); - massa obtida de uréia (real):
; - estequiometria relevante:
produzem .
Passo 2
Explicação do que vamos calcular e fórmula do rendimento: o rendimento percentual compara o que foi realmente obtido com o que seria obtido no “melhor caso” (rendimento teórico). A fórmula é
Para usar essa fórmula precisamos calcular primeiro a massa teórica de uréia que poderia ser formada a partir de
de
(assumindo reação completa).
Passo 3
Vamos calcular as massas molares (uso os valores inteiros comuns na faculdade:
,
,
,
em g·mol
).
Massa molar da amônia:
Massa molar da amônia:
Massa molar da uréia
:
(Explicando rápido: a uréia tem 1 átomo de C, 2 de N, 4 de H e 1 de O.)
Passo 4
Convertemos a massa de
para gramas e calculamos o número de mols:
(Expliquei: número de mols = massa em g dividido pela massa molar em g·mol
.)
Passo 5
Usando a estequiometria da reação:
dão
. Logo o número de mols de uréia teoricamente formados é
(Explicação: para cada 2 mols de NH
consumidos temos 1 mol de uréia formado.)
Passo 6
Calculamos a massa teórica de uréia a partir dos mols teóricos:
Convertendo para kg:
Passo 7
Agora o rendimento percentual:
Calculando:
(Arredondei para duas casas significativas compatíveis com os dados iniciais; você pode apresentar
também.)
Passo 8
Resumo rápido do raciocínio para a prova: converta massas em mols, use a razão molar da equação para achar mols do produto teórico, multiplique pela massa molar do produto para obter massa teórica, e então aplique a fórmula do rendimento. Repete-se sempre esse passo a passo em problemas estequiométricos — é muito direto quando se acostuma.