Na indústria, a amônia, NH3(g), é obtida pelo processo denominado Haber-Bosh, pela reação entre o nitrogênio e o hidrogênio na presença de um catalisador apropriado, conforme mostra a reação:
N₂(g) + H₂(g) --cat--> NH₃(g)
Adicionando-se 47 g de H₂(g) foi possível produzir 119 g de NH₃(g). Qual a massa de H₂(g) em excesso?
Dados: N = 14 u; H = 1 u
Respostas
Resposta:
a) 8,5 NH₃
b) Há 1,5 g de hidrogênio em excesso.
Explicação:
1) Convertendo: Sendo os números de massa do elementos N = 14 e H = 1, a massa molecular dos gases N₂ = 28 g/mol, H₂ = 2 g/mol, portanto e NH₃ = 17 g/mol:
28 g N₂ --- 1 mol
7 g N₂ ------ n
g x 28 = 7
g = 7/28
n = 0,25 mol de N₂
2 g H₂ --- 1 mol
3 g H₂ --- h
h x 2 = 3
h = 3/2 = 1,5 mol de H₂
2) Calculando:
a) Primeiramente, deve-se balancear a equação dada. A equação balanceada é 3H₂ + 1N₂ -> 2NH₃.
Vê-se que:
1 mol de N₂ reage com 3 mols de H₂ e produz de 2 mols de NH₃
Ou seja, a proporção N₂ : H₂ : NH₃ é 1 : 3 : 2. Logo,
0,25 mol de N₂ reage com de 0,75 mol de H₂ e produz 0,5 mol de NH₃
0,5 mol NH₃ = 8,5 g
b) Para formar 0,5 mol de NH₃, como visto no item anterior, são necessários 0,75 mols de H₂. Sendo 1 mol de H₂ = 2g, 0,75 mols de H₂ = 1,5g. Assim, há 1,5 g de H₂ em excesso.