1. A produção da amônia (NH3) é de grande importância em diversos setores
industriais, podendo ser utilizada como fluido refrigerante, em equipamentos
industriais, e como matéria-prima para a produção de fertilizantes, materiais de
limpeza, tinturas de cabelo, explosivos e outros. Sua síntese é realizada pelo
processo de Haber-Bosch, que consiste na reação dos gases nitrogênio (N2) e
hidrogênio (H2), conforme apresentado na reação química abaixo.
Essa reação possui a característica de ser exotérmica (libera energia térmica).
Industrialmente, é utilizado um catalisador de ferro para acelerar a reação direta
e, consequentemente, aumentar a produção.
Por ser uma reação reversível, é muito importante o controle de variáveis
operacionais, como a pressão e a temperatura, para que se consiga obter um maior
rendimento possível de produção de NH3.
Considerando o contexto discuta:
Com base na reação reversível, discuta como varia o rendimento da produção da
amônia com o aumento/diminuição da:
• Pressão
• Temperatura
• Concentração dos reagentes
Em relação ao texto acima, avalie as seguintes asserções e a relação proposta
entre elas:
I. A produção da amônia, pelo processo de Haber-Bosch, é favorecida pela
diminuição tanto da pressão do reator industrial quanto da temperatura do
sistema, desde que a redução da temperatura não afete significativamente a
velocidade das reações.
PORQUE
II. Pelo princípio de Le Châtelier, a diminuição da pressão desloca a reação
química no sentido onde há um aumento no número de mol de gases, e vice-versa;
já a diminuição da temperatura favorece o sentido exotérmico.
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta.
a) As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa da I.
b) As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa
da I.
c) A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
d) A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
e) As asserções I e II são proposições falsas.
Soluções para a tarefa
Olá. A reação de formação de amônia é:
N₂ + 3 H₂ --> 2 NH₃
Sabemos que a reação é exotérmica, ou seja, libera calor.
Como vemos na reação, no lado dos reagentes temos um total de 4 mols de gases. No lado dos produtos, temos um total de 2 mols de gases.
- Quando alteramos a pressão de um sistema, o equilíbrio se desloca de acordo com o número de mols totais dos compostos gasosos. Quando aumentamos a pressão, o equilíbrio se desloca para o lado de menor volume molar, e vice versa. Assim, em nossa reação, para aumentarmos a produção de amônia devemos aumentar a pressão, para que o equilíbrio se desloque para a direita.
- Quando aumentamos a temperatura, estamos adicionando calor ao sistema. O equilíbrio se deslocará no sentido de consumir essa energia a mais, ou seja, se deslocará no sentido da reação endotérmica.
- Quando diminuímos a temperatura, estamos retirando calor ao sistema. O equilíbrio se deslocará no sentido de repor essa energia a mais, ou seja, se deslocará no sentido da reação exotérmica.
Assim, a alternativa correta é a letra D.
Espero ter ajudado ;)