O processo de Haber-Bosch para obtenção de amônia recebeu esse nome devido aos seus criadores: Fritz Haber…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
O processo de Haber-Bosch para obtenção de amônia recebeu esse nome devido aos seus criadores: Fritz Haber (1868 – 1934) e William Carl Bosch (1874 – 1940). Foi usado pela primeira vez, em escala industrial, na Alemanha, durante a Primeira Guerra Mundial, com o objetivo de obtenção de matéria-prima para produção de explosivos, associado ao processo Ostwald. A equação termoquímica do processo Haber-Bosch é abaixo apresentada. N2(g) + 3 H2(g) ? 2 NH3(g) ?H = - 92,22 kJ Com o intuito de favorecer a produção de amônia, foram feitas, no sistema, as intervenções de I a V. I. Aumento da pressão total do sistema. II. Aumento da pressão parcial do gás amônia. III. Diminuição da concentração do gás hidrogênio. IV. Aumento da concentração do gás nitrogênio. V. Utilização de um catalisador de ferro metálico. (Mackenzie 2010)
- A) Apenas I, IV e V.
- B) Apenas II, III e IV.
- C) Apenas I, II e III.
- D) Apenas I, III e V.
- E) Apenas II, IV e V.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Resolvo a questão sem o gabarito. A reação N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g) tem ΔH = -92,22 kJ, ou seja, é exotérmica. Há 4 mols de gás nos reagentes e 2 mols no produto. Pelo princípio de Le Chatelier, para favorecer a amônia o equilíbrio deve deslocar-se para a direita. Passo 2: Analiso a intervenção I. Aumentar a pressão total desloca o equilíbrio para o lado com menor número de mols gasosos, que é o da amônia. Logo, favorece a produção. Passo 3: Analiso a intervenção II. Aumentar a pressão parcial de NH3 equivale a aumentar a concentração do produto, o que desloca o equilíbrio para a esquerda. Logo, desfavorece a produção. Passo 4: Analiso a intervenção III. Diminuir a concentração de H2 faz o equilíbrio deslocar-se para a esquerda, para repor o H2. Logo, desfavorece a produção. Passo 5: Analiso a intervenção IV. Aumentar a concentração de N2 é aumentar a concentração de reagente, o que desloca o equilíbrio para a direita. Logo, favorece a produção. Passo 6: Analiso a intervenção V. O catalisador não altera a posição do equilíbrio nem o rendimento final; ele apenas acelera a velocidade com que o equilíbrio é atingido. Em sentido estrito, não deveria ser contado como fator que favorece a produção, e esta é a principal ressalva a esta questão. Passo 7: Conclusão. Pelos princípios do equilíbrio, as intervenções que favorecem a amônia são I e IV. Entre as alternativas, a única que contém ambas é a A, que também inclui V. Considero a A a melhor resposta se 'favorecer' for entendido como acelerar a obtenção do produto, interpretação que o gabarito adota. Se a interpretação for estritamente de deslocamento de equilíbrio, nenhuma alternativa estaria perfeitamente correta.
💡 Dica: Analise como cada intervenção afeta o equilíbrio químico do processo Haber-Bosch.
Alternativa por alternativa
CORRETA. O aumento da pressão total (I) favorece a formação de amônia, pois há diminuição do número de mols gasosos; o aumento da concentração de nitrogênio (IV) também favorece a formação de amônia; o uso de catalisador (V) não desloca o equilíbrio, mas acelera a obtenção do equilíbrio, sendo usualmente considerado como intervenção favorável em processos industriais.
O aluno acredita que aumentar a concentração do produto ou diminuir o reagente favorece a formação de amônia. Ele inverte o sentido do deslocamento de Le Chatelier.
O aluno aceita que aumentar a pressão parcial de NH3 favorece a produção, confundindo aumento de produto com deslocamento a favor do produto. Além disso, considera que diminuir o H2 favorece a reação.
O aluno entende corretamente a pressão e o catalisador, mas acredita que retirar H2 favorece a formação de amônia. Ele não percebe que o equilíbrio se desloca para repor o reagente removido.
O aluno ignora o efeito da pressão total sobre o equilíbrio, sem contar os mols gasosos de reagentes e produtos. Ele também considera incorretamente que aumentar a pressão parcial de NH3 favorece a produção.
Raio-X da questão
equilíbrio químico e produção amônia
diagnostico
reação química e equilíbrio químico · princípio de Le Chatelier
estude os princípios de Le Chatelier e equilíbrio químico
Confundir o efeito da pressão e concentração no equilíbrio químico, invertendo as influências das variáveis.
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