Em uma unidade brasileira de produção de fertilizantes, a amônia é obtida pelo processo Haber-Bosch…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma unidade brasileira de produção de fertilizantes, a amônia é obtida pelo processo Haber-Bosch, representado pelo equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) ? 2 NH3(g) + calor. Como a reação direta é exotérmica e ocorre com redução do número total de mols gasosos, a indústria controla a temperatura e a pressão para favorecer a produção. Após a formação, parte da amônia pode ser separada da mistura gasosa e encaminhada ao armazenamento. Considerando o equilíbrio apresentado, qual medida favorece a formação de maior quantidade de amônia no sistema?
- A) Aumentar a quantidade de amônia presente desloca o equilíbrio para a formação de mais amônia.
- B) Adicionar um catalisador e manter a mistura sob pressão elevada aumenta a quantidade final de amônia no equilíbrio.
- C) Reduzir a pressão favorece a produção de amônia por facilitar a reação entre os gases reagentes.
- D) Retirar continuamente a amônia formada e manter a mistura sob pressão elevada.
- E) Elevar a temperatura e conservar todos os produtos na mistura aumenta o rendimento de amônia no equilíbrio.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de deslocamento. A reação direta N2 + 3 H2 -> 2 NH3 é exotérmica (libera calor) e reduz o número de mols gasosos de 4 para 2. Pelo princípio de Le Chatelier, para aumentar a produção de amônia é preciso deslocar o equilíbrio para a direita. Passo 2: Analise o efeito da pressão. Como o lado dos produtos tem menos mols gasosos, aumentar a pressão desloca o equilíbrio para a direita, favorecendo a amônia. Passo 3: Analise a retirada de produto. Remover a amônia formada diminui a sua concentração, e o sistema reage deslocando o equilíbrio para a direita para repor o produto retirado. Passo 4: Compare com as alternativas. A alternativa D combina duas medidas que deslocam o equilíbrio para a direita (retirada contínua de NH3 e pressão elevada), por isso é a correta, coincidindo com o gabarito oficial. Passo 5: Justifique por que as demais estão erradas. A: aumentar a quantidade de amônia desloca o equilíbrio para a esquerda, e não para a direita, pois é o efeito de aumentar o produto. B: o catalisador acelera igualmente as reações direta e inversa, alterando apenas o tempo para atingir o equilíbrio, sem mudar a quantidade final de amônia. C: reduzir a pressão favorece o lado com mais mols gasosos, que são os reagentes, portanto diminui a produção de amônia. E: como a reação direta é exotérmica, elevar a temperatura desloca o equilíbrio para a esquerda, diminuindo o rendimento, e conservar os produtos na mistura não favorece a formação adicional deles.
💡 Dica: leia o efeito da pressão e temperatura sobre o equilíbrio para escolher a correta
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, por ser um produto, a amônia presente na mistura estimula a sua própria formação, confundindo o efeito de adicionar produto com o de retirá-lo.
Por que engana: associar catalisador ao aumento da quantidade de produto no equilíbrio
O aluno supõe que o catalisador aumenta o rendimento final do equilíbrio, quando ele apenas acelera a velocidade com que o equilíbrio é atingido, sem alterar a posição do equilíbrio.
O aluno associa a redução da pressão a uma facilitação do contato entre os gases, pensando que menos pressão favorece a reação, sem considerar que o lado dos reagentes tem mais mols gasosos.
A retirada de um produto desloca o equilíbrio para a direita, formando mais amônia. A pressão elevada também favorece o lado com menor número de mols gasosos, que é o lado dos produtos.
O aluno pensa que, como se trata de uma síntese industrial, aumentar a temperatura acelera e melhora o rendimento, ignorando que a reação direta é exotérmica e que o calor funciona como produto.
Raio-X da questão
princípio de Le Chatelier aplicado à reação exotérmica
identificar condiçõe
reação química e equações químicas · leis dos gases e pressão
equilíbrio químico e fatores que o afetam
associar catalisador ao aumento da quantidade de produto no equilíbrio
sustentabilidade industrial
pensamento crítico
indústria química de
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