Julgue o item subsequente a respeito dos conceitos de balanço de massa em processos físicos e seus componentes de ligação.


Quando não ocorre decaimento radioativo, decomposição bacteriana ou reação química, para as substâncias conservativas, a taxa de acumulação é zero no balanço de massa.


Julgue o item seguinte, que se referem a balanço de massa em processos químicos.


O rendimento de uma reação química pode ter como resultado uma massa divergente da esperada, devido às impurezas dos reagentes utilizados.


 igual ou superior a 1 × 10²¹ e inferior a 4 × 10²¹.

 igual ou superior a 4 × 10²¹ e inferior a 7 × 10²¹.

 igual ou superior a 7 × 10²¹ e inferior a 1 × 10²².

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 }
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 }
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 O presente problema trata do cálculo de rendimento de ácido nítrico (HNO3) a partir de amônia (NH3) utilizando o processo de Ostwald, que envolve várias etapas químicas sequenciais.
 Primeiramente, calculemos quantos mols de NH3 temos em 10,000 L, usando o volume molar de 25 L/mol. A relação é:
 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" style="font-size: 16px;">
 <mfrac>
 <mrow>
 <mn>10000</mn>
 <mspace width="0.2em"></mspace>
 <mi mathvariant="normal">L</mi>
 </mrow>
 <mrow>
 <mn>25</mn>
 <mspace width="0.2em"></mspace>
 <mi mathvariant="normal">L/mol</mi>
 </mrow>
 </mfrac>
 <mo>=</mo>
 <mn>400</mn>
 <mi mathvariant="normal">mols</mi>
 <mi>de</mi>
 <mi mathvariant="normal">NH</mi>
 <msub>
 <mi mathvariant="normal">3</mi>
 <mo>(</mo>
 <mi>g</mi>
 <mo>)</mo>
 </msub>
 </math>

 Conforme as equações estequiométricas nos três processos do método de Ostwald:
 <ul>
 <li>Etapa 1: 4NH3(g) + 5O2(g) ➝ 4NO(g) + 6H2O(g)</li>
 <li>Etapa 2: 2NO(g) + O2(g) ➝ 2NO2(g)</li>
 <li>Etapa 3: 3NO2(g) + H2O(l) ➝ 2HNO3(aq) + NO(g)</li>
 </ul>

 Na etapa 1, todo NH3 é convertido em NO. Assim, 400 mols de NH3 geram 400 mols de NO. Na etapa 2, esses 400 mols de NO são completamente convertidos em 400 mols de NO2. Finalmente, na etapa 3, a relação é de 3 mols de NO2 para 2 mols de HNO3. Assim:

 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" style="font-size: 16px;">
 <mn>400</mn>
 <mi mathvariant="normal">mols</mi>
 <mi>de</mi>
 <mi mathvariant="normal">NO</mi>
 <msub>
 <mn>2</mn>
 <mo>(</mo>
 <mi>g</mi>
 <mo>)</mo>
 </msub>
 <mo>*</mo>
 <mfrac>
 <mn>2</mn>
 <mn>3</mn>
 </mfrac>
 <mo>=</mo>
 <mn>266.67</mn>
 <mi mathvariant="normal">mols</mi>
 <mi>de</mi>
 <mi mathvariant="normal">HNO</mi>
 <msub>
 <mn>3</mn>
 <mo>(</mo>
 <mi>aq</mi>
 <mo>)</mo>
 </msub>
 </math>

 A massa molar de HNO3 é 63 g/mol, o que nos permite calcular a massa total de ácido nítrico produzido:

 <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block" style="font-size: 16px;">
 <mn>266.67</mn>
 <mi mathvariant="normal">mols</mi>
 <mo>*</mo>
 <mn>63</mn>
 <mi mathvariant="normal">g/mol</mi>
 <mo>=</mo>
 <mn>16800</mn>
 <mi mathvariant="normal">g</mi>
 <mo>=</mo>
 <mn>16.8</mn>
 <mi mathvariant="normal">kg</mi>
 </math>

 Portanto, a alternativa correta é C.
</body>
</html>

Questões de Química - Estequiometria