A amônia é um produto básico para a produção de fertilizantes. Ela é produzida cataliticamente, em altas pressões (processo Haber), conforme a equação
N2+3 H2 longrightarrow 2 NH3
Se a velocidade de produção de amônia foi medida como 2,0 * 10^-4 mol cdot L^-1 cdot s^-1 a velocidade da reação em termos de consumo de N2 será:

Passo 1

Vamos resolver um problema de cinética química envolvendo a produção de amônia no processo Haber. A questão nos dá a velocidade de produção de amônia ( NH3) e pede para encontrar a velocidade de consumo de nitrogênio ( N2). Para isso, vamos utilizar a relação entre as velocidades das substâncias envolvidas na reação, baseada nos coeficientes estequiométricos da equação química.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar a equação química fornecida:
N2 + 3 H2 longrightarrow 2 NH3
Essa equação nos mostra que 1 molécula de N2 reage com 3 moléculas de H2 para produzir 2 moléculas de NH3. Os coeficientes estequiométricos (os números na frente das fórmulas químicas) são essenciais para relacionar as velocidades das diferentes substâncias envolvidas na reação.

Passo 3

A velocidade de uma reação química pode ser expressa em termos de qualquer reagente ou produto. Para relacionar as velocidades, usamos os coeficientes estequiométricos:
-11 cdot d[N2]dt = -31 cdot d[H2]dt = 22 cdot d[NH3]dt
Aqui, a velocidade de consumo de N2 está relacionada à velocidade de produção de NH3.

Passo 4

A questão nos dá a velocidade de produção de NH3:
d[NH3]dt = 2,0 times 10^-4 , mol cdot L^-1 cdot s^-1
Usando a relação estabelecida, podemos encontrar a velocidade de consumo de N2:
d[N2]dt = 12 cdot d[NH3]dt = 12 cdot 2,0 times 10^-4 , mol cdot L^-1 cdot s^-1 = 1,0 times 10^-4 , mol cdot L^-1 cdot s^-1

Resposta

A velocidade de consumo de N2 é 1,0 times 10^-4 , mol cdot L^-1 cdot s^-1.

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