Exercícios Resolvidos de Rendimento e Pureza

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Enunciado

A amônia, N H 3 ( g ) , e o cloreto de hidrogênio, H C l ( g ) , reagem para formar o cloreto de amônio sólido, N H 4 C l ( s ) .

N H 3 ( g ) + H C l ( g ) → N H 4 C l ( s )

Dois balões A e B, de 2,00 L cada, a 25°C, são ligados por uma torneira, como mostra a figura abaixo.

Um balão contém 5,00 g de N H 3 ( g ) e o outro 5,00 g de H C l ( g ) . Quando a torneira é aberta, os dois gases reagem até que um deles seja completamente consumido.

a) Que gás resta no sistema depois de a reação ter completado?

b) Qual a pressão final do sistema depois de terminar a reação? (Despreze o volume de cloreto de amônio formado).

Passo 1

a) Primeiro, dadas as massas das substâncias, vamos calcular o número de mols de amônia e cloreto de hidrogênio nos balões.

n N H 3 = m N H 3 M M N H 3 = 5,00 g 17,0 g m o l = 0,29   m o l

n H C l = m H C l M M H C l = 5,00 g 36,5 g m o l = 0,14   m o l

Como a reação se dá na razão molar de 1:1 (1 mol de H C l reage com 1 mol de N H 3 ), o N H 3 está em excesso no meio e restará após a reação ter sido completada.

Passo 2

b) O número de mols de N H 3 em excesso é dado pela diferença entre o número de mols inicial e aquele necessário para a reação:

0,29 - 0,14 = 0,15   m o l

E a pressão exercida por esse gás em um recipiente de 4,00 L de volume (ele estará espalhado pelos dois balões) pode ser calculado por:

P V = n R T

Sendo:

V = 4,00   L

n = 0,15   m o l

R = 0,082   a t m . L . m o l - 1 . K - 1

T = 25 ° C = 298   K

Portanto:

P = 0,15   .   0,082   .   298 4,00 = 0,92   a t m

Resposta

a) N H 3

b) 0,92 atm

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