Em uma unidade de produção de amônia, a reação entre nitrogênio e hidrogênio é conduzida na presença de um…

Questão

Em uma unidade de produção de amônia, a reação entre nitrogênio e hidrogênio é conduzida na presença de um catalisador de ferro. Durante uma discussão sobre o processo, uma técnica afirma: “O ferro aumenta a quantidade de amônia no equilíbrio porque eleva a constante de equilíbrio da reação.” Como deve ser avaliada a afirmação da técnica sobre a ação do catalisador?

1. A) A afirmação está incorreta: embora o ferro não altere a constante de equilíbrio, ele atua somente na reação direta, acelerando a formação de amônia e deslocando a composição final da mistura para os produtos.
2. B) A afirmação está incorreta: o ferro não modifica a constante de equilíbrio, mas sua presença altera a pressão efetiva no sistema e, com isso, muda a composição da mistura de amônia quando o equilíbrio é estabelecido.
3. C) A afirmação está correta: o ferro reduz a energia de ativação da reação e, por isso, eleva a constante de equilíbrio, aumentando a quantidade de amônia presente quando o sistema atinge o equilíbrio.
4. D) A afirmação está incorreta: o ferro não eleva a constante de equilíbrio nem muda a composição final, pois sua ação é retardar as reações direta e inversa, fazendo com que o sistema demore mais para atingir o equilíbrio.
5. E) A afirmação está incorreta: o catalisador acelera as reações direta e inversa, permitindo que o equilíbrio seja atingido mais rapidamente, mas não altera a constante de equilíbrio nem a composição da mistura no equilíbrio.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Um catalisador oferece um caminho de menor energia de ativação e acelera tanto a reação direta quanto a inversa.
2. Como as duas velocidades aumentam, o sistema alcança o equilíbrio mais rapidamente, mas a razão entre as concentrações no equilíbrio — expressa pela constante de equilíbrio — não muda.
3. Portanto, o ferro não aumenta a quantidade de amônia no equilíbrio nem altera a composição final; a alternativa E descreve corretamente sua ação.
4. A está errada porque o catalisador não acelera apenas a reação direta. B está errada porque o catalisador não altera a pressão efetiva nem desloca o equilíbrio. C está errada porque reduzir a energia de ativação não aumenta a constante de equilíbrio. D está errada porque o catalisador acelera, e não retarda, as reações direta e inversa.

💡 Dica: Compare os efeitos do catalisador nas velocidades direta e inversa e no equilíbrio.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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