Você já pensou de onde vem o fertilizante que alimenta boa parte das culturas do planeta? A amônia, principal…

Questão

Você já pensou de onde vem o fertilizante que alimenta boa parte das culturas do planeta? A amônia, principal insumo para a produção de fertilizantes nitrogenados, é obtida pela reação entre nitrogênio atmosférico e hidrogênio, segundo a equação: N2 + 3 H2 -> 2 NH3. Em uma instalação piloto, introduziram-se 28 g de N2 e 9 g de H2 (MM N2 = 28 g/mol; H2 = 2 g/mol). Após a reação, observou-se gás hidrogênio residual, indicando consumo completo de N2. Considera-se que a transformação ocorreu completamente, sem formação de outros produtos. Dados pelo MM de NH3 = 17 g/mol. A partir dessas informações, identifique o reagente limitante, calcule a massa de NH3 produzida e verifique se a conservação de massa se confirma.

1. A) N2 é limitante, 34 g de NH3 formados e massa não conservada
2. B) N2 é limitante, 51 g de NH3 formados e massa conservada
3. C) H2 é limitante, 51 g de NH3 formados e massa não conservada
4. D) N2 é limitante, 34 g de NH3 formados e massa conservada
5. E) H2 é limitante, 34 g de NH3 formados e massa conservada

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Converter as massas em mols. N2: 28 g / 28 g/mol = 1 mol. H2: 9 g / 2 g/mol = 4,5 mol. Passo 2: Identificar o limitante pela proporção da equação N2 + 3 H2 gera 2 NH3. Cada 1 mol de N2 exige 3 mol de H2. Com 1 mol de N2, são necessários 3 mol de H2, e há 4,5 mol disponíveis, sobrando 1,5 mol de H2 (3 g). Logo, o N2 é o reagente limitante, o que está de acordo com o enunciado, que informa H2 residual e consumo completo de N2. Passo 3: Calcular a massa de NH3. Pela equação, 1 mol de N2 produz 2 mol de NH3. Como 2 mol x 17 g/mol = 34 g, são formados 34 g de NH3. Passo 4: Verificar a conservação de massa. Massa inicial: 28 g de N2 + 9 g de H2 = 37 g. Massa final: 34 g de NH3 + 3 g de H2 residual = 37 g. A massa se conserva, desde que se contabilize o hidrogênio que não reagiu. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A) Afirma que a massa não se conserva, mas o balanço fecha quando se inclui o H2 residual. B) Usa 51 g, que corresponde a 3 mol de NH3, quantidade que não é produzida pela equação. C) Diz que o H2 é limitante e usa 51 g, ambos incorretos, além de afirmar que a massa não se conserva. E) Diz que o H2 é limitante, o que é incorreto, embora a massa de 34 g e a conservação estejam certas.

💡 Dica: Calcule mols de reagentes para identificar limitante e use proporção estequiométrica para massa de NH3.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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