Question

As etapas de produção do ácido nítrico estão representadas a seguir.

4NH3 + 5O2 ⟶ 4NO + 6H2O
2NO + O2 ⟶ 2NO2
3NO2 + H2O ⟶ 2HNO3 + NO

a) Soma das etapas ajustadas:


b) Sabendo-se que a reação ocorre a 25 ºC e 1 atm, onde o volume molar é igual a 24,4 L/mol, determine a massa de ácido nítrico formada ao empregar 1520 L de gás oxigênio.

Answer 1

A soma das etapas ajustadas é: 4 NH₃ + 8 O₂ ⟶ 4 HNO₃ + 4 H₂O    

A massa de ácido nítrico formada é de, aproximadamente, 1962,4 gramas.

A partir da equação geral, deve-se balancear as equações para que seja possível simplificar as equações obtendo a reação geral simplificada.

1° equivalendo as reações ---multiplicação.

       4NH3 + 5O2 ⟶ 4NO + 6H2O

       2NO + O2 ⟶ 2NO2 (multiplicará por 3 para simplificar com o $NO_2$ dos reagentes da reação abaixo).

       3NO2 + H2O ⟶ 2HNO3 + NO (multiplicará por 3 para simplificar com  $NO$ da primeira e segunda linha).

Com isso, tem-se após a multiplicação:

       4 NH₃ + 5 O₂ ⟶ 4 NO + 6 H₂O        

       6 NO + 3 O₂ ⟶ 6 NO₂                        

       6 NO₂ + 2 H₂O ⟶ 4 HNO₃ + 2 NO    

Com isso, será simplificado o 6 NO do reagentes com os 6 NO nos produtos --- grifados em negrito.

Após isso, deve-se simplificar os valores grifados.

Por fim, obtém-se:

       4 NH₃ + 8 O₂ ⟶ 4 HNO₃ + 4 H₂O    

b) 1 mol de oxigênio equivale a 24,4 Litros, como tem-se 8 mols de oxigênio haverá: x litros.

1 mol --- 24,4L

x mol --- 1520L

$1520=24,4*4\\\\x=\frac{1520}{24,4}\\\\ x = 62,3 mol$

Como 8 mols de O2 geram 4 mols de HNO3 (ácido nítrico) em 62,3 mol de O2 terá y mol de HNO3.

8 mol O_2      ---- 4 mols HNO3

62,3 mol O_2 ---- y mol

$62,3*4=8*y\\\\y = \frac{249,2}{8}\\\\ y=31,15$

1 mol de HNO3 possui massa de 63 gramas em 31,15 mols haverá z gramas

      1 mol --- 63g

31,15 mol --- z gramas

$z*1=63*31,15\\z=1962,45$