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O ácido nítrico, $\mathrm{HNO}_3(\mathrm{aq})\left(M=63,02 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1}\right)$, é considerado um ácido forte, sendo bastante corrosivo. É um dos compostos químicos mais produzidos mundialmente. Desde 1902, é preparado industrialmente em três etapas sequenciais (processo de Ostwald):

Etapa I) Combustão do amoníaco, $\mathrm{NH}_3\left(M=17,04 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1}\right)$, para formar monóxido de nitrogénio, $\mathrm{NO}$.

$$4 ~\mathrm{NH}_3(\mathrm{g})+5 ~\mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \longrightarrow 4 ~\mathrm{NO}(\mathrm{g})+6~ \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$$

Etapa II) Oxidação do $\mathrm{NO}$ a dióxido de nitrogénio, $\mathrm{NO}_2$.

$$2~ \mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \longrightarrow 2~ \mathrm{NO}_2(\mathrm{g})$$

Etapa III) Reação do $\mathrm{NO}_2$ com água, para formação de $\mathrm{HNO}_3$.

$$3 ~\mathrm{NO}_2(\mathrm{g})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightarrow 2~ \mathrm{HNO}_3(\mathrm{aq})+\mathrm{NO}(\mathrm{g})$$

Questão:

Considere que, nas duas primeiras etapas do processo de Ostwald, se dá a conversão completa dos reagentes em produtos e que a terceira etapa tem um rendimento de $75 \%$.

Determine a massa de $\mathrm{NH}_{3}$, em kg , necessária para produzir $1200$ toneladas de $\mathrm{HNO}_{3}$.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Fonte: Exame - 2023, 1ª fase

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