Question

A amônia, uma das principais matérias-primas da indústria de fertilizantes, é produzida em escala industrial pelo processo conhecido como Haber-Bosch. Neste, uma reação entre H2(g) e N2(g) é catalisada com ferro em um reator mantido a 200 atm e 450 °C. Sobre essa reação exotérmica, sejam feitas as seguintes proposições: I). O aumento da pressão no reator, mediante adição de um gás inerte, aumenta o rendimento do processo. II). O uso de um catalisador mais efetivo aumenta o rendimento do processo. III). Uma vez atingido o equilíbrio, não ocorrem mais colisões efetivas entre moléculas de H2(g) e N2(g). IV). Considerando que ainda exista superação da energia de ativação, a redução da temperatura no reator diminui a velocidade da reação, mas favorece a formação de amônia. Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) sobre a reação de formação da amônia. *


a) apenas I.

b) apenas I e II.

c) apenas II e III.

d) apenas III e IV.

e) apenas IV.

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Answer 1

Resposta Comentada De Um Usuário:

Primeiramente, vamos escrever a reação balanceada entre nitrogênio e hidrogênio que produz a amônia.

$\large N_2\left(g\right)+3\ H_2\left(g\right)\rightarrow2NH_3\left(g\right)\ \ \Delta H<0$

I – O aumento de pressão, mediante adição de gás inerte, não influencia o equilíbrio, porque não afeta as pressões parciais dos gases envolvidos.

Vejamos a expressão do coeficiente de ação de massas para essa reação.

$\large Q=\frac{P_{NH_3}^2}{P_{N_2}\cdot P_{H_2}^3}$

Observe que o coeficiente de ação de massas depende somente das pressões parciais dos gases participantes da reação. Não é influenciado, portanto, pela mera adição de gás inerte. Afirmação errada.

II – O catalisador acelera a reação tanto no sentido direto como no sentido inverso, portanto, não afeta o equilíbrio. Afirmação errada.

III – O equilíbrio químico é dinâmico. Isso significa que tanto a reação direta como a reação inversa continuam acontecendo, porém, em velocidades iguais. Portanto, as colisões efetivas entre as moléculas de reagentes continuam a acontecer após atingido o equilíbrio. Afirmação errada.

IV – A redução de temperatura torna qualquer reação química mais lenta. Em relação ao equilíbrio, a menor temperatura favorece sempre o sentido exotérmico, que, no caso, é a produção de amônia. Portanto, afirmação correta.