A atmosfera está cheia de gás nitrogênio, mas não é reativa e geralmente não combina com outros elementos. A estratégia básica para a produção de amônia, o
, é combinar o gás hidrogênio,
, com o gás nitrogênio,
, a alta temperatura e sob alta pressão. Quimicamente, essa é uma reação difícil, por isso requer um agente para acelerar o processo. Um catalisador é um composto que faz a reação prosseguir mais rapidamente.
Na seguinte reação de síntese da amônia:
, verifica-se que em 3 minutos é consumido
de
. Sobre o que foi dito, calcule
A) a velocidade média de consumo de
:
B) a velocidade média de produção de
Na seguinte reação de síntese da amônia:
A) a velocidade média de consumo de
B) a velocidade média de produção de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a produção de amônia (
) a partir do gás hidrogênio (
) e gás nitrogênio (
) usando um catalisador. A reação química envolvida é:
Para resolver as questões A e B, precisamos entender como calcular a velocidade média de consumo e produção das substâncias envolvidas na reação química.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a velocidade média de consumo do
. Sabemos que em 3 minutos, 0,6 mol de
foram consumidos. A velocidade média (
) de consumo pode ser calculada usando a fórmula:
Onde
é a variação de quantidade de substância (em mol) e
é o intervalo de tempo (em minutos).
Passo 3
Aplicando os valores:
Isso significa que o
está sendo consumido a uma taxa de 0,2 mol por minuto.
Passo 4
Agora, vamos para a parte A: calcular a velocidade média de consumo do
. Observando a equação balanceada, vemos que para cada 1 mol de
consumido, são consumidos 3 mols de
. Portanto, a relação entre as velocidades é:
Passo 5
Substituindo o valor que encontramos para
:
Então, o
está sendo consumido a uma taxa de 0,6 mol por minuto.
Passo 6
Já para a parte B, queremos encontrar a velocidade média de produção do
. Pela equação balanceada, para cada 1 mol de
consumido, são produzidos 2 mols de
. Assim, a relação entre as velocidades é:
Passo 7
Aplicando o valor de
:
Portanto, o
está sendo produzido a uma taxa de 0,4 mol por minuto.
Resposta
A) A velocidade média de consumo de
é de
.
B) A velocidade média de produção de
é de
.