Um dos processos industriais mais utilizados na produça̧o de amònia é a processo Haber-Bosch, um exemplo equilibno quimico homogêneo. Nesse processo utiliza-se a temperatura de 550{ }^{\circ} \mathrm{C} e pressão de 200-300 a representado pela equaçăo quimica abaixo.
\mathrm{N}_{2(\mathrm{~g})}+3 \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} \rightleftharpoons 2 \mathrm{NH}_{3(\mathrm{~g})}: \Delta \mathrm{H}=-92,2 \mathrm{~kg} / \mathrm{mol}
Em cada frase a seguir, identifique se ela é verdadeira ou falsa e justifique sua resposta:
(a) Temperatura maior que 550^{\circ} \mathrm{C} aumenta a produçăo de amónia.
(b) O aumento da pressão favorece a produção de amónia.
(c) A diminuição da concentração de gás nitrogênio diminui a produção de amônia.
(d) A reaçăo ocorre com liberação de energia.

Passo 1

O enunciado descreve o processo Haber–Bosch, em que ocorre o equilíbrio químico homogêneo
\mathrm{N_2}_{(g)} + 3\,\mathrm{H_2}_{(g)} \rightleftharpoons 2\,\mathrm{NH_3}_{(g)}
com \Delta H = -92,2\\ \mathrm{kJ/mol}. São dadas condições de 550^\circ\mathrm{C} e 200\text{–}300\\ \mathrm{atm}. Vamos aplicar o princípio de Le Chatelier para avaliar cada afirmação.

Passo 2

(a) O aquecimento de um sistema em equilíbrio exothermo desloca o equilíbrio no sentido endotérmico (sentido de absorção de calor), que aqui é o sentido inverso (formação de \mathrm{N_2} e \mathrm{H_2}). Portanto, aumentar a temperatura acima de 550^\circ\mathrm{C} diminui a produção de \mathrm{NH_3}.
Resultado: Falsa.

Passo 3

(b) Aumentar a pressão favorece o sentido com menor número de mols de gás. No lado dos reagentes há 1+3=4 mols gasosos e no dos produtos 2 mols de \mathrm{NH_3}. O sistema desloca-se para a direita, aumentando a produção de amônia.
Resultado: Verdadeira.

Passo 4

(c) A diminuição da concentração de \mathrm{N_2} é retirada de um reagente, e o equilíbrio desloca-se para o lado dos reagentes a fim de compensar, reduzindo a formação de \mathrm{NH_3}.
Resultado: Verdadeira.

Passo 5

(d) Como \Delta H é negativo ( -92,2\\ \mathrm{kJ/mol}), a reação liberta energia, ou seja, é exotérmica.
Resultado: Verdadeira.

Resposta

(a) Falsa
(b) Verdadeira
(c) Verdadeira
(d) Verdadeira

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