Em uma unidade de produção de hidrogênio a partir da reação de deslocamento de gás dágua (WGSR, Water Gas Shift Reaction).
CO+H2 O H2+CO2
No entanto, dentre outras rotas de produção de hidrogênio, se decidiu testar a produção dele a partir de amônia. Sendo assim a primeira questão que surgiu é em relação à temperatura.
N2+3 H2 <=ftarrows 2 NH3
Qual a temperatura que a reação deve ser conduzida?
Disserte ao respeito a temperatura para a produção de amônia

Passo 1

Beleza, vamos recapitular: o enunciado fala que, além da rota clássica (WGSR) para gerar H₂, agora a galera quer produzir amônia via
N2 + 3,H2 <=ftarrows 2,NH3
A pergunta é: em que temperatura essa reação deve rolar?
Conteúdo que vamos usar: equilíbrio químico (Lei de Le Chatelier), termodinâmica (entalpia e constante de equilíbrio) e um toque de cinética química, porque mexer só na termodinâmica não adianta se a reação fica lenta demais.

Passo 2

Primeiro, lembra que a síntese de amônia é exergônica no calor: ela libera calor (é exotérmica). Isso quer dizer que, termodinamicamente, temperaturas baixas favorecem a formação de NH₃ (Lei de Le Chatelier): se a reação dá calor, esfriar empurra o equilíbrio para a direita (mais produto).

Passo 3

Mas não basta saber “esfriar tudo” — a constante de equilíbrio K varia com a temperatura segundo a equação de Van’t Hoff:
dln KdT = De
Como De (reação exotérmica), dln K/dT é negativo, ou seja, subindo a T, K diminui (menos NH₃ no equilíbrio).

Passo 4

Por outro lado, se a gente esfriar muito, as moléculas de N₂ e H₂ colidem menos e a reação fica devagar pra caramba (cinética lenta). Então existe um trade-off:
  • T baixa → mais NH₃ (bom pro rendimento)
  • T baixa → reação muito lenta (ruim pra produção em escala)
  • T alta → reação rápida, mas rende pouco NH₃

Passo 5

Na prática, a solução é um meio-termo: aquecer o suficiente pra ter velocidade de reação razoável, mas não tão quente pra ferrar o rendimento. Na indústria (processo Haber–Bosch), usam cerca de 400–500 °C (673–773 K), pressão alta (100–300 atm) e catalisador de ferro para equilibrar isso aí.

Resposta

A síntese de amônia é feita tipicamente a ~450 °C (723 K), pois esse valor equilibra bem rendimento (por ser exotérmica) e rapidez (cinética), especialmente em conjunto com alta pressão e catalisador.

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