Question

Com base na equação química apresentada: N2 + 3 H2 → 2 NH3, determine a massa do reagente em excesso, considerando reagir 28 g de N2 com 8 g de H2. Dados: massa molar (g/mol): N2 = 28; H2 = 2; NH3 = 17. *​

Answer 1

Resposta:  O Nitrogénio (N₂) é o reagente limitante e o Hidrogénio (H₂) é o reagente em excesso. A massa do reagente em excesso é de 8 g.

Formulário:

$MM=\dfrac{m}{n}\qquad\qquad n=\dfrac{N}{N_A}\qquad\qquad\rho=\dfrac{m}{V}\qquad\qquad V_m=\dfrac{V}{n}$

Dados:

$N_2+3\,H_2\;\longrightarrow\;2\,NH_3$

$m_{N_2}=28\;g$

$m_{H_2}=8\;g$

$MM\,(N_2)=28\;g/mol$

$MM\,(H_2)=2\;g/mol$

$MM\,(NH_3)=17\;g/mol$

Resolução:

Comecemos por usar as Massas e Massas Molares do Nitrogénio (N₂) e do Hidrogénio (H₂) determinar as suas Quantidades de Matéria.

    $MM\,(N_2)=\dfrac{m_{N_2}}{n_{N_2}}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{N_2}=\dfrac{m_{N_2}}{MM\,(N_2)}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{N_2}=\dfrac{28}{28}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{N_2}=1\;mol$

    $MM\,(H_2)=\dfrac{m_{H_2}}{n_{H_2}}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{H_2}=\dfrac{m_{H_2}}{MM\,(H_2)}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{H_2}=\dfrac{8}{2}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{H_2}=4\;mol$

Agora, vamos escolher um dos reagentes e calcular a quantidade de matéria teórica de que precisariamos do outro para que a reação fosse completa. Podes escolher qualquer um dos dois reagentes, eu vou usar o Nitrogénio (N₂).

Usando a estequiometria da reação, podemos criar a seguinte Regra de 3 Simples:

1 mol de N₂     ----------     3 mol de H₂  

1 mol de N₂     ----------     x mol de H₂

$x=\dfrac{1\times3}{1}=3$

Ou seja, para que as 28 g (1 mol) de Nitrogénio reagissem completamente, seriam necessárias 3 mol de H₂.  

Como temos 4 mol de H₂, conclui-se que o N₂ é o reagente limitante e o H₂ é o reagente em excesso.

Como o H₂ é o reagente em excesso, sabemos que a massa deste é de 8g.

 

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