Sabendo-se somente o valor de K, qual dos dois sistemas você escolheria para fixação de nitrogênio gasoso, por que?
(a) \mathrm{N}_{2(\mathrm{~g})}+\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightleftharpoons 2 \mathrm{NO}_{(\mathrm{g})}
K_{C}=1 \times 10^{-30} a 25^{\circ} \mathrm{C}
(b) \mathrm{N}_{2(\mathrm{~g})}+3 \mathrm{H}_{2(\mathrm{~g})} \rightleftharpoons 2 \mathrm{NH}_{3(\mathrm{~g})}
K_{C}=5 \times 10^{8} a 25^{\circ} \mathrm{C}

Passo 1

O enunciado dá dois equilíbrios gasosos para “fixação” de \mathrm{N}_2 com suas constantes de equilíbrio K_C a 25^\circ\mathrm{C}:
(a) \mathrm{N}_{2}+\mathrm{O}_{2}\rightleftharpoons2\,\mathrm{NO}, com K_C=1\times10^{-30}.
(b) \mathrm{N}_{2}+3\,\mathrm{H}_{2}\rightleftharpoons2\,\mathrm{NH}_{3}, com K_C=5\times10^{8}.
Precisamos decidir qual sistema favorece mais a formação de composto de nitrogênio apenas usando o valor de K_C.

Passo 2

A constante de equilíbrio K_C indica a razão entre concentrações de produtos e reagentes no equilíbrio:
  • Se K_C\gg1, o equilíbrio está deslocado para os produtos (alta conversão dos reagentes).
  • Se K_C\ll1, o equilíbrio está deslocado para os reagentes (pouca formação de produto).

Passo 3

Comparando os valores:
  • No sistema (a), K_C=1\times10^{-30}\ll1, logo quase não se forma \mathrm{NO}.
  • No sistema (b), K_C=5\times10^{8}\gg1, logo o equilíbrio favorece fortemente a formação de \mathrm{NH}_3.

Resposta

Eu escolheria o sistema (b), pois seu K_C muito maior que 1 indica que a reação forma grandes quantidades de \mathrm{NH}_3 a partir de \mathrm{N}_2, sendo assim muito mais eficiente para fixar nitrogênio.

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