O processo de Haber para a produção de amônia envolve a reação dos gases nitrogênio e hidrogênio por meio da equação a seguir:
Determine a variação de entalpia padrão para a reação. Explique se a reação é endotérmica ou exotérmica. Justifique.
Determine a variação de entalpia padrão para a reação. Explique se a reação é endotérmica ou exotérmica. Justifique.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que a gente tem a reação do processo de Haber:
Ele pede a variação de entalpia padrão dessa reação, dizer se é endotérmica ou exotérmica e justificar.
Conteúdo: Termoquímica (entalpia de formação e cálculo de ΔH° de reação). Precisamos dos valores de entalpia padrão de formação (ΔH°ₓ) de cada substância e usar a fórmula do ΔH° da reação.
Conteúdo: Termoquímica (entalpia de formação e cálculo de ΔH° de reação). Precisamos dos valores de entalpia padrão de formação (ΔH°ₓ) de cada substância e usar a fórmula do ΔH° da reação.
Passo 2
Teoria básica:
– A entalpia padrão de formação, ΔH°ₓ, é a variação de entalpia pra formar 1 mol de substância a partir dos elementos no estado padrão.
– Reagentes elementares (N₂ e H₂) têm ΔH°ₓ = 0.
– Pra calcular a entalpia da reação, usamos:
– A entalpia padrão de formação, ΔH°ₓ, é a variação de entalpia pra formar 1 mol de substância a partir dos elementos no estado padrão.
– Reagentes elementares (N₂ e H₂) têm ΔH°ₓ = 0.
– Pra calcular a entalpia da reação, usamos:
onde ν é o coeficiente estequiométrico.
Passo 3
Agora vamos aos valores (tabela típica a 25 °C, 1 atm):
Passo 4
Substituindo na fórmula:
Passo 5
O resultado deu negativo (–91,8 kJ), o que significa que a reação libera calor para o ambiente. Assim, ela é exotérmica.
Resposta
ΔH°₍reação₎ = –91,8 kJ; a reação é exotérmica.