Dada a seguinte reação, em um frasco fechado a 500^circ C: N2(g)+3 H2(g) <=ftarrows 2 NH3(g) De, Dê a previsão das mudanças na concentração de NH3 em função das seguintes perturbações:
a) Aumento da temperatura;
b) Diminuição da temperatura;
c) Aumento da pressão pela diminuição do volume;
d) Introdução de catalisador de platina;
e) Adição de H2 ao sistema.

Passo 1

Beleza, vamos olhar o que a questão tá pedindo. Temos uma reação de equilíbrio onde nitrogênio e hidrogênio reagem para formar amônia ( ). A reação é exotérmica, ou seja, libera calor. A temperatura inicial é de . Vamos analisar como diferentes alterações no sistema vão afetar a concentração de amônia.

Passo 2

Para entender como a temperatura afeta a concentração de , vamos usar o Princípio de Le Châtelier. Esse princípio diz que se a gente faz uma mudança em um sistema em equilíbrio, o sistema vai reagir para minimizar essa mudança.

Passo 3

Sabemos que a reação é exotérmica ( ), ou seja, libera calor. Então, se a gente aumenta a temperatura, vai ser como se estivesse adicionando mais “produto” de calor na reação.

Passo 4

Aplicando o Princípio de Le Châtelier, se a gente aumenta a temperatura em uma reação exotérmica, o sistema vai tentar absorver esse excesso de calor deslocando o equilíbrio para o lado dos reagentes (esquerda), reduzindo assim a formação de mais amônia.

Passo 5

Agora, vamos ver o que acontece quando a temperatura diminui. A situação é meio oposta à anterior, então vamos aplicar o mesmo princípio.

Passo 6

Com a temperatura diminuindo, é como se estivéssemos removendo calor do sistema. Para compensar, a reação vai tentar gerar mais calor.

Passo 7

Como a reação é exotérmica, gerando mais produtos ( ) libera calor. Então, o equilíbrio vai se deslocar para a direita, aumentando a formação de amônia.

Passo 8

Dessa forma, ao diminuir a temperatura, o sistema favorece a formação de mais para liberar o calor que está sendo removido.

Passo 9

Vamos agora analisar o efeito de aumentar a pressão pela diminuição do volume. A pressão é uma variável importante em reações gasosas.

Passo 10

Quando diminuímos o volume de um recipiente que contém gases, a pressão aumenta. Segundo Le Châtelier, o sistema vai tentar diminuir essa pressão deslocando o equilíbrio para o lado com menos mols de gás.

Passo 11

Vamos contar os mols de gás em cada lado da reação:
  • Reagentes: totalizam 4 mols.
  • Produtos: totalizam 2 mols.

Passo 12

Como o lado dos produtos tem menos mols de gás, o sistema vai deslocar o equilíbrio para a direita, favorecendo a formação de amônia, o que ajuda a reduzir a pressão.

Passo 13

Vamos ver o que acontece quando adicionamos um catalisador de platina ao sistema. Catalisadores geralmente ajudam as reações a acontecerem mais rápido sem alterar o equilíbrio.

Passo 14

Um catalisador como a platina diminui a energia de ativação da reação, ou seja, facilita que as moléculas reagentes se transformem em produtos.

Passo 15

No entanto, é importante saber que catalisadores não afetam a posição do equilíbrio. Eles apenas aceleram a chegada ao equilíbrio.

Passo 16

Portanto, ao adicionar um catalisador, a concentração de no equilíbrio final não muda, apenas o tempo para alcançar esse equilíbrio.

Passo 17

Por último, vamos considerar a adição de ao sistema. Isso significa que estamos aumentando a concentração de um dos reagentes.

Passo 18

De acordo com Le Châtelier, se aumentamos a concentração de um reagente, o sistema vai tentar consumir esse excesso deslocando o equilíbrio para o lado dos produtos.

Passo 19

Na reação , adicionar mais faz com que o sistema forme mais para usar o extra.

Passo 20

Assim, ao adicionar , a concentração de amônia vai aumentar para restabelecer o equilíbrio.

Resposta

A concentração de aumenta quando é adicionada ao sistema.

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