Gabarito disponível
A amônia, uma das principais matérias-primas da indústria de fertilizantes, é produzida em escala industrial pelo processo conhecido como Haber-Bosch. Neste, uma reação entre H₂(g) e N₂(g) é catalisada com ferro em um reator mantido a 200 atm e 450 ºC. Sobre essa reação exotérmica, sejam feitas as seguintes proposições:
I. O aumento da pressão no reator, mediante adição de um gás inerte, aumenta o rendimento do processo.
II. O uso de um catalisador mais efetivo aumenta o rendimento do processo.
III. Uma vez atingido o equilíbrio, não ocorrem mais colisões efetivas entre moléculas de H₂(g) e N₂(g).
IV. Considerando que ainda exista superação da energia de ativação, a redução da temperatura no reator diminui a velocidade da reação, mas favorece a formação de amônia.
Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) sobre a reação de formação da amônia.
I. O aumento da pressão no reator, mediante adição de um gás inerte, aumenta o rendimento do processo.
II. O uso de um catalisador mais efetivo aumenta o rendimento do processo.
III. Uma vez atingido o equilíbrio, não ocorrem mais colisões efetivas entre moléculas de H₂(g) e N₂(g).
IV. Considerando que ainda exista superação da energia de ativação, a redução da temperatura no reator diminui a velocidade da reação, mas favorece a formação de amônia.
Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) sobre a reação de formação da amônia.
Resolução comentada
Princípio de Le Chatelier e cinética no processo Haber-Bosch (N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, exotérmica).
Só a IV é correta: a reação é exotérmica, então reduzir a temperatura favorece a formação de NH₃ (desloca o equilíbrio para a direita), mas diminui a velocidade.
Análise das alternativas
I) Adicionar gás inerte a volume constante não altera as pressões parciais, então não desloca o equilíbrio. II) O catalisador acelera igualmente as reações direta e inversa e não altera o rendimento no equilíbrio. III) O equilíbrio é dinâmico, e as colisões efetivas continuam ocorrendo nos dois sentidos com velocidades iguais.
Referência: Equilíbrio químico; Le Chatelier; catálise.
Resolução comentada do VaiConcursos.