FAI 2016/1
O fosfato de amônio é uma substância utilizada em misturas retardantes de chama, empregadas no combate a incêndios, e pode ser obtido a partir da reação entre o ácido fosfórico e o hidróxido de amônio, conforme a reação não balanceada:
H3PO4 + NH4OH → (NH4)3PO4 + H2O
Considerando a reação corretamente balanceada e as massas molares do hidróxido de amônio e do fosfato de amônio iguais, respectivamente, a 35 g ⋅ mol–1 e 149 g ⋅ mol–1, é correto afirmar que a massa, em quilogramas, de hidróxido de amônio necessária para se obter 7,45 kg de fosfato de amônio é igual a
1,75.
8,50.
6,80.
3,40.
5,25.
Resolução
1. Balanceamento da equação
Para calcular a massa de reagente, é obrigatório usar a equação balanceada:
\[\mathrm{H_3PO_4 + 3\,NH_4OH \;\longrightarrow\; (NH_4)_3PO_4 + 3\,H_2O}\]
2. Relação molar
A equação mostra que 1 mol de \((NH_4)_3PO_4\) é obtido a partir de 3 mols de \(NH_4OH\).
3. Mols de produto desejado
Massa desejada de fosfato de amônio:
\[m_{\text{produto}} = 7{,}45\,\text{kg} = 7\,450\,\text{g}\]
Com \(M_{\text{produto}} = 149\,\text{g\,mol}^{-1}\):
\[n_{\text{produto}} = \frac{7\,450}{149}=50\,\text{mol}\]
4. Mols de \(NH_4OH\) necessários
\[n_{NH_4OH}=3\times 50 = 150\;\text{mol}\]
5. Massa de \(NH_4OH\)
\(M_{NH_4OH}=35\,\text{g\,mol}^{-1}\):
\[m_{NH_4OH}=150\times35 = 5\,250\,\text{g}=5{,}25\,\text{kg}\]
6. Resposta
São necessários 5,25 kg de hidróxido de amônio.
Dicas
Erros Comuns
- Balanceamento de equações: garante a conservação do número de átomos de cada elemento.
- Estequiometria molar: a proporção de mols entre reagente e produto vem dos coeficientes da equação balanceada.
- Massa molar (M): liga quantidade de matéria (mol) à massa (g) pela relação \(m = n\,M\).
