A fixação do nitrogênio, fundamental na produção de adubos inorgânicos, pode ser conseguida através da reação exotérmica abaixo.
No processo em equilíbrio, é possível aumentar a produção de amônia:
a) aumentando o volume do recipiente no qual se realiza a reação.
b) retirando hidrogênio do interior do recipiente.
c) introduzindo oxigênio no recipiente.
d) introduzindo nitrogênio no recipiente.
e) aumentando a temperatura.
No processo em equilíbrio, é possível aumentar a produção de amônia:
a) aumentando o volume do recipiente no qual se realiza a reação.
b) retirando hidrogênio do interior do recipiente.
c) introduzindo oxigênio no recipiente.
d) introduzindo nitrogênio no recipiente.
e) aumentando a temperatura.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício. A gente tem uma reação de equilíbrio química onde nitrogênio gaseificado (N₂) reage com hidrogênio (H₂) para formar amônia (NH₃). A reação é exotérmica, ou seja, libera calor. Nosso objetivo aqui é descobrir qual das opções apresentadas vai aumentar a produção de amônia nesse processo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é equilíbrio químico. Quando uma reação está em equilíbrio, as velocidades das reações direta e inversa são iguais, e as concentrações dos reagentes e produtos permanecem constantes. Para alterar a posição desse equilíbrio, podemos usar o Princípio de Le Chatelier, que diz que se aplicarmos uma mudança no sistema, o equilíbrio vai se ajustar para minimizar essa mudança.
Passo 3
Agora, vamos analisar cada opção:
a) Aumentar o volume do recipiente: Aumentar o volume diminui a pressão. A nossa reação tem 4 mols de gases nos reagentes (1 N₂ + 3 H₂) e 2 mols de gás nos produtos (2 NH₃). Com a pressão menor, o equilíbrio tende a se mover para o lado com mais mols de gás, ou seja, para os reagentes, diminuindo a produção de amônia. Então, essa opção não aumenta a produção.
b) Retirar hidrogênio do interior do recipiente: Remover H₂ diminui a concentração de um dos reagentes. Segundo Le Chatelier, o equilíbrio vai se ajustar para produzir mais H₂, movendo-se para os reagentes e, consequentemente, reduzindo a produção de amônia.
c) Introduzir oxigênio no recipiente: O oxigênio não está envolvido na reação. Adicioná-lo não afeta diretamente o equilíbrio entre N₂, H₂ e NH₃. Portanto, não altera a produção de amônia.
d) Introduzir nitrogênio no recipiente: Adicionar mais N₂ aumenta a concentração de um dos reagentes. De acordo com o Princípio de Le Chatelier, o equilíbrio vai se mover para formar mais produtos para consumir o excesso de N₂, ou seja, vai produzir mais NH₃.
e) Aumentar a temperatura: A reação é exotérmica, então aumentar a temperatura favorece a reação inversa (endotérmica) para absorver o excesso de calor. Isso significa que menos amônia será formada.
Resposta
A opção que aumenta a produção de amônia é a d) introduzindo nitrogênio no recipiente.
Exercícios relacionados
Escreva as expressões da constante de equilíbrio para cada uma das reações abaixo:
(a)
(a)
Para gaseificar um refrigerante, injeta-se gás carbônico sob pressão. Parte do gás injetado dissolve-se na solução que constitui o refrigerante, de modo que, ao se fechar a garrafa, estabelecem-se, entre outros, os seguintes equilíbrios químicos simultâneos:
Ao abrir a garrafa de refrigerante, há escape de gás até estabelecer-se um novo estado de equilíbrio. Explique por que o refrigerante, já em uso por algum tempo, tem sabor diferente daquele recém aberto.
Escreva as expressões da constante de equilíbrio para cada uma das reações abaixo:
(b)
(b)
Escreva as expressões da constante de equilíbrio para cada uma das reações abaixo:
(d)
(d)