Quando um mol de amônia é aquecido num sistema fechado, a uma determinada temperatura, 50% do composto se dissocia, estabelecendo-se o equilíbrio:
NH3(g) ↔ N2(g) + H2(g).
A soma das quantidades de matéria, em mol, das substâncias presentes na mistura em equilíbrio é
a) 3,0
b) 2,5
c) 2,0
d) 1,5
e) 1,0
NH3(g) ↔ N2(g) + H2(g).
A soma das quantidades de matéria, em mol, das substâncias presentes na mistura em equilíbrio é
a) 3,0
b) 2,5
c) 2,0
d) 1,5
e) 1,0
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre a dissociação da amônia (NH₃) em um sistema fechado quando ela é aquecida. A gente precisa descobrir a soma das quantidades de matéria, em mol, das substâncias presentes na mistura no equilíbrio. Para resolver, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e estequiometria.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa dissociação. Quando uma substância se dissocia, ela se divide em outras substâncias. No caso, a amônia (NH₃) está se dissociando em nitrogênio (N₂) e hidrogênio (H₂).
Passo 3
Vamos equilibrar a reação química para entender as proporções das substâncias envolvidas. A reação balanceada fica:
Isso significa que 2 mols de NH₃ produzem 1 mol de N₂ e 3 mols de H₂.
Passo 4
Segundo o enunciado, 50% da amônia se dissocia. Como começamos com 1 mol de NH₃, isso significa que 0,5 mols de NH₃ se transformam.
Passo 5
Agora, usando a estequiometria da reação balanceada:
- Para cada 2 mols de NH₃ que se dissociam, formam-se 1 mol de N₂ e 3 mols de H₂.
- Portanto, se 0,5 mols de NH₃ se dissociam:
- Nitrogênio formado: $ \frac{0,5}{2} = 0,25 $ mol
- Hidrogênio formado: $ \frac{0,5 \times 3}{2} = 0,75 $ mol
Passo 6
Vamos agora calcular a quantidade de cada substância no equilíbrio:
- NH₃ restante: $ 1 - 0,5 = 0,5 $ mol
- N₂ formado: 0,25 mol
- H₂ formado: 0,75 mol
Passo 7
Finalmente, somamos todas as quantidades de matéria presentes no equilíbrio:
Resposta
A soma das quantidades de matéria presentes na mistura em equilíbrio é 1,5 mol. Portanto, a alternativa correta é a d) 1,5.