A síntese de Haber Bosch pode ser resumida pela equação
. A reação ocorre a pressões de 200 atm e temperatura em torno de
, com o uso do catalisador de ferro. É uma reação exotérmica. Sobre esse processo, são feitas as seguintes afirmações:
I. A alta temperatura é utilizada para aumentar a velocidade da reação, mesmo reduzindo o rendimento em amônia;
II. A alta pressão favorece o rendimento em amônia e aumenta a velocidade da reação;
III. O uso do catalisador aumenta o rendimento e a velocidade em amônia.
Estão corretas somente
a) I.
b) I e II.
c) II.
d) II e III.
e) I, II e III.
I. A alta temperatura é utilizada para aumentar a velocidade da reação, mesmo reduzindo o rendimento em amônia;
II. A alta pressão favorece o rendimento em amônia e aumenta a velocidade da reação;
III. O uso do catalisador aumenta o rendimento e a velocidade em amônia.
a) I.
b) I e II.
c) II.
d) II e III.
e) I, II e III.
Passo 1
O enunciado trata da síntese de Haber–Bosch, cuja reação é
um processo exotérmico que opera a altas pressões (200 atm) e altas temperaturas (
C) em presença de catalisador de ferro. O conteúdo químico envolvido é o equilíbrio químico e cinética de reação, e precisamos usar o princípio de Le Châtelier e o papel de temperatura, pressão e catalisador para avaliar cada afirmação.
Passo 2
Analisando a afirmação I: “A alta temperatura é utilizada para aumentar a velocidade da reação, mesmo reduzindo o rendimento em amônia.”
- Como é exotérmica, aumentar a temperatura desloca o equilíbrio para os reagentes, diminuindo o rendimento em
. - Porém, maior temperatura aumenta a energia cinética das moléculas e, portanto, acelera a velocidade da reação.
Logo, a afirmação I é verdadeira.
Passo 3
Analisando a afirmação II: “A alta pressão favorece o rendimento em amônia e aumenta a velocidade da reação.”
- A reação consome 4 mols de gás (1 de
de ) e produz 2 mols de gás , logo aumentar a pressão desloca o equilíbrio para o lado de menor número de mols, favorecendo o rendimento em . - Além disso, alta pressão aumenta a frequência de colisões entre moléculas, elevando a velocidade da reação.
Portanto, a afirmação II é verdadeira.
Passo 4
Analisando a afirmação III: “O uso do catalisador aumenta o rendimento e a velocidade em amônia.”
- Um catalisador de ferro abaixa a energia de ativação e, assim, aumenta a velocidade com que o equilíbrio é atingido.
- No entanto, o catalisador não altera a posição do equilíbrio, logo não muda o rendimento máximo em
.
Portanto, a afirmação III é falsa.
Resposta
b) I e II.