Técnicos monitoram continuamente a etapa de produção de amônia usada na fabricação de fertilizantes. Em um…

Questão

Técnicos monitoram continuamente a etapa de produção de amônia usada na fabricação de fertilizantes. Em um reator fechado de teste, 28 kg de nitrogênio reagiram completamente com 6 kg de hidrogênio, formando 34 kg de amônia. O controle de qualidade registrou que não houve escape de gases nem sobra dos reagentes. Para ampliar o lote, a cooperativa dispõe de 84 kg de nitrogênio e pretende manter as mesmas condições de reação, usando apenas a quantidade de hidrogênio necessária para que todo o nitrogênio seja consumido. Esse planejamento evita desperdício de matéria-prima e reduz custos de transporte. Compare as massas registradas e determine a massa de hidrogênio necessária para reagir completamente com os 84 kg de nitrogênio.

1. A) A massa de hidrogênio necessária é de 18 kg.
2. B) A massa de hidrogênio necessária é de 6 kg.
3. C) A massa de hidrogênio necessária é de 24 kg.
4. D) A massa de hidrogênio necessária é de 9 kg.
5. E) A massa de hidrogênio necessária é de 12 kg.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique a lei que rege a reação. No reator fechado, sem escape de gases nem sobra de reagentes, a massa se conserva: 28 kg de nitrogênio + 6 kg de hidrogênio = 34 kg de amônia, o que confere com o registro. Como a reação ocorre completamente, a proporção entre as massas dos reagentes é fixa (lei de Proust).
2. Calcule a razão entre hidrogênio e nitrogênio no teste: 6 kg de H para 28 kg de N, ou seja, 6/28 = 3/14 de hidrogênio por quilo de nitrogênio.
3. Determine quantas vezes o nitrogênio aumentou: 84 kg ÷ 28 kg = 3. A cooperativa quer triplicar a quantidade de nitrogênio mantendo as mesmas condições.
4. Multiplique a massa de hidrogênio pelo mesmo fator: 6 kg × 3 = 18 kg de hidrogênio. Conferindo: 84 kg de N + 18 kg de H = 102 kg, e 3 × 34 kg = 102 kg de amônia, o que confirma a proporção.
5. Conclusão: a alternativa A (18 kg) está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa B (6 kg) está errada porque a massa de hidrogênio não permanece fixa quando o nitrogênio aumenta. A alternativa C (24 kg) está errada porque 84 ÷ 28 é 3, e não 4. A alternativa D (9 kg) está errada porque 6 × 84/56 usa a diferença de nitrogênio como base, o que não corresponde à proporção do teste. A alternativa E (12 kg) está errada porque supõe que o hidrogênio dobra, enquanto o nitrogênio triplica.

💡 Dica: Use regra de três para calcular a massa de hidrogênio necessária.

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Raio-X da questão

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