(UFMG/2007)

Question

(UFMG/2007) A produção de ácido nítrico é importante para a fabricação de fertilizantes e explosivos.  As reações envolvidas no processo de oxidação da amônia para formar ácido nítrico estão representadas nestas três equações:  4NH3(g) + 5O2(g) à 4NO(g) + 6 H2O (l)          DHº = -1170 kJ/mol  2NO2(g) à 2NO(g) + O2(g)                               DHº = 114 kJ/mol  6 NO2(g) + 2H2O(l) à 4HNO3(aq) + 2 NO(g)   DHº = -276 kJ/mol  1. ESCREVA a equação química balanceada da reação completa de produção de ácido nítrico aquoso, HNO3(aq), e água a partir de NH3(g) e O2(g).  2. CALCULE o DHº da reação descrita no item 1 desta questão.  3. CALCULE a massa, em gramas, de ácido nítrico produzido a partir de 3,40 g de amônia.

Profes A. · Accepted Answer

Vamos resolver essa questão passo a passo:

1. Equação Química Balanceada

Para encontrar a equação química balanceada que descreve a produção de ácido nítrico aquoso a partir de NH?(g) e O?(g), precisamos combinar as três equações dadas de forma a cancelar as substâncias intermediárias. Esses são os passos para balancear as equações:

1ª equação: (4 \text{NH}_3(g) + 5 \text{O}_2(g) \rightarrow 4 \text{NO}(g) + 6 \text{H}_2O(l))

2ª equação invertida: (2 \text{NO}(g) + \text{O}_2(g) \rightarrow 2 \text{NO}_2(g))

3ª equação multiplicada por 2: (12 \text{NO}_2(g) + 4 \text{H}_2O(l) \rightarrow 8 \text{HNO}_3(aq) + 4 \text{NO}(g))

Depois de ajustar as equações para cancelar as substâncias intermediárias ( $NO$ e ${NO}_{2}$ ), teremos:

4 {NH}_{3} (g) + 8 O_{2} (g) + 2 H_{2} O (l) \to 4 {HNO}_{3} (a q) + 4 H_{2} O (l)

Simplificando:

4 {NH}_{3} (g) + 8 O_{2} (g) \to 4 {HNO}_{3} (a q) + 2 H_{2} O (l)

Divida toda a equação por 4 para simplificar:

{NH}_{3} (g) + 2 O_{2} (g) \to {HNO}_{3} (a q) + H_{2} O (l)

2. Cálculo de $Δ H^{\circ}$

Para calcular o $Δ H^{\circ}$ da reação global, utilizamos a soma dos $Δ H^{\circ}$ das reações multiplicadas por qualquer fator que tenhamos utilizado para equilibrar as equações:

Δ H_{final}^{\circ} = (- 1170 kJ/mol) + (- 114 kJ/mol) + 2 \times (- 276 kJ/mol)

Δ H_{final}^{\circ} = - 1170 - 114 - 552 = - 1836 kJ/mol

3. Cálculo da massa de HNO?

Para calcular a massa de ácido nítrico produzido a partir de 3,40 g de amônia, primeiro determinamos quantos mols de NH? estamos usando, considerando a massa molar da amônia (NH?) como aproximadamente 17,03 g/mol.

mols de {NH}_{3} = \frac{3, 40 g}{17, 03 g/mol} \approx 0, 2 mol

A reação balanceada indica que 1 mol de NH? produz 1 mol de HNO?. Portanto, 0,2 mol de NH? produzirão 0,2 mol de HNO?.

Massa molar de HNO? é aproximadamente 63,01 g/mol.

massa de {HNO}_{3} = 0, 2 mol \times 63, 01 g/mol = 12, 60 g

Portanto, 3,40 g de amônia produz 12,60 g de HNO?.

Marcos F. · Answer

Boa tarde Guilherme.  1. Equação química balanceada, iniciando pelas sub-reações:  .4NH3(g) + .5O2(g) -> .4NO(g) + 6 H2O (l) DHº = -1170 kJ/mol  .6NO(g) + .3O2(g) -> .6NO2(g)   DHº = -342 kJ/mol  .6 NO2(g) + 2H2O(l) -> .4HNO3(aq) + .2 NO(g) DHº = -276 kJ/mol   4NH3(g) + 8O2(g) -> 4HNO3(aq) + 6 H2O (l)  DHº = -1788 kJ/mol  Simplificando por 2:   2NH3(g) + 4O2(g) -> 2HNO3(aq) + 3 H2O (l)    2. CALCULE o DHº da reação descrita no item 1 desta questão.   DHº = -894 kJ/mol  = -1788 / 2   3. CALCULE a massa, em gramas, de ácido nítrico produzido a partir de 3,40 g de amônia.   N mol amônia = m / MM = 3,4/ 17 = 0,2  Assim,   N HNO3 = 0,2  E   m = N.MM = 0,2*63 = 12,6 g  Se ajudei,  por favor curta e, se merecer, escolha como a melhor resposta, Ok ?  Um 2016 de Boas Novas para você e para os seus

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