A reação de formação da amônia pela síntese Haber-Bosch é descrita abaixo:
Considere uma mistura consistindo em
de nitrogênio
e
de hidrogênio
em um recipiente a uma dada temperatura. A reação procede até que no equilíbrio a concentração de amônia
, seja
.
(a) calcule
valor da constante de equilíbrio.
(b) a mistura em equilíbrio a
, vai conter maior número de moléculas de amônia que a
?
(c) escreva a equação representando o processo de formação da amônia, considerando o calor.
(a) calcule
(b) a mistura em equilíbrio a
(c) escreva a equação representando o processo de formação da amônia, considerando o calor.
Passo 1
O enunciado trata da síntese da amônia segundo a reação
e pede (a) o valor de
dado que numa mistura inicial sem
com
,mol L
e
,mol L
se atinge
,mol L
; (b) se a
C haverá mais amônia no equilíbrio que a
C; (c) escrever a equação incluindo o calor. Vamos usar o método I–C–E (inicial–mudança–equilíbrio) e o princípio de Le Chatelier.
Passo 2
Montamos a tabela I–C–E para as concentrações (em mol L
):
Início: .
Mudança: produzem-se de
, então
,
,
.
Equilíbrio:
Início:
Mudança: produzem-se
Equilíbrio:
Passo 3
A expressão da constante de equilíbrio em termos de concentrações é
Substituindo os valores de equilíbrio:
Passo 4
Passo 5
Como
(reação exotérmica), aumentar a temperatura desloca o equilíbrio para o lado dos reagentes (princípio de Le Chatelier). Logo, a
C haverá menos
no equilíbrio do que a
C.
Passo 6
Escrevendo a reação com a indicação do calor liberado:
Resposta
(a)
.
(b) Não, a C haverá menos amônia do que a
C.
(c)
(b) Não, a
(c)