Question

Na história da Química, um dos estudos mais significativos foi desenvolvido pelo químico alemão Fritz Haber para a obtenção da amônia (NH₃). Essa substância é estrategicamente importante para outros processos da indústria química assim como para a produção de fertilizantes. O processo foi aperfeiçoado posteriormente por Carl Bosch. A importância dessas pesquisas valeu a Haber, em 1918, e a Bosch, em 1931, o Prêmio Nobel de Química. O processo de obtenção da amônia na indústria se realiza a partir da reação do H₂(g) com o N₂(g), mostrada através da equação a seguir:

$3H_2_(_g_)+N_2_(_g_) \ \rightleftharpoons \ 2NH_3_(_g_) \ ; \ \Delta G^0 \ = \ -16,45 \ kJ/mol \ ; \\ \\ \Delta H^0 \ \ \textless \ \ \textless \ \ 1 \ ; \ K_p \ \ \textless \ \ 1 \ ; \ P \ = \ 1 \ atm \ ; \ T \ = \ 298,15 \ K$

Para que esse processo ocorra e seja economicamente viável, os pesquisadores mostraram que deve acontecer a altas temperaturas, a alta pressão de forma tal a compensar o efeito da temperatura, e na presença de um catalisador por ter alto valor a energia de ativação da etapa lenta do mecanismo da reação, se comparada com outras reações nessas condições. Considerando essa situação,

a) Qual o significado de $\Delta G^0 \ = \ -16,45 \ kJ/mol$ , de $K_p \ \ \textless \ 1$ e do valor da energia de ativação observado na etapa informada?

b) Por que, para compreender se uma reação química acontece na prática, é importante conhecer os valores dos parâmetros $\Delta G^0$ , de $K_p$ e o da energia de ativação?

Answer 1

a)

ΔG  é Energia livre de Gibbs ,  quando seu valor <0  significa que a reação é expontânea

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  3 H2  +  N2 ⇄    2NH3

  Kp = [ NH3]² / [ H2]³[N2]

Kp ~> É a constante de Equilíbrio, vai indicar se no estado de equílibrio a reação se há predomínio de produtos ou reagentes.Quanto maior o Kp , maior os produtos e vice-versa.  Nesse caso , a [Reagentes] é predominante.

-Já a energia de ativação é a energia mínima e necessária para que a reação aconteça, quanto menor a energia de ativação, mais rápido a velocidade da reação e vice-versa

b)Porque esses parâmetros servem como previsão da possibilidade de ocorrência de um processo químico, do seu rendimento e da sua rapidez.

Conhecendo esses valores posso ter uma economia na indústria por exemplo. Pois saberei produzir mais e em menor tempo por exemplo...