Sobre a síntese de amônia pelo processo Haber-Bosch.
Comente se a reação será favorecida ou desfavorecida pelo aumento de temperatura. Justifique.
Comente se a reação será favorecida ou desfavorecida pelo aumento de temperatura. Justifique.
Passo 1
Beleza, então a questão é sobre a síntese de amônia pelo processo Haber–Bosch, que é a reação
Conteúdo: equilíbrio químico e Princípio de Le Chatelier (além de noções de termodinâmica básica, tipo reação exotérmica ou endotérmica). Vamos precisar saber que ΔH dessa reação é negativo (exotérmica) e entender como temperatura afeta o equilíbrio (constante de equilíbrio K).
Passo 2
Primeiro, confirmar que a reação é exotérmica.
ΔH° de formação da amônia é menor que dos reagentes, então
ΔH° de formação da amônia é menor que dos reagentes, então
Isso significa que, quando a reação ocorre, ela libera calor.
Passo 3
Aplicando o Princípio de Le Chatelier: se você adicionar “produto” calor a um sistema em equilíbrio que produz calor (exotérmico), o sistema vai reagir “contra” essa adição, favorecendo a reação inversa (decomposição da amônia) para consumir o calor extra.
Então, ao aumentar T, é como se você estivesse “colocando” calor no sistema, e a reação se desloca no sentido que absorve calor – ou seja, volta para reagentes.
Então, ao aumentar T, é como se você estivesse “colocando” calor no sistema, e a reação se desloca no sentido que absorve calor – ou seja, volta para reagentes.
Passo 4
Do ponto de vista da constante de equilíbrio K, usamos a equação de Van’t Hoff:
Como ΔH° é negativo, o lado direito fica negativo, logo d ln K/dT < 0. Isso diz que, aumentando T, ln K cai e, consequentemente, K diminui. Com K menor, há menos NH₃ no equilíbrio.
Resposta
Aumentar a temperatura desfavorece a formação de amônia (K diminui e o equilíbrio vai para os reagentes).