Na síntese da amônia através do processo Haber, utilizando um reator de 800 litros a
com 2000 mols de nitrogênio. Calcule a pressão.
Constantes de Van der Waals (
.
a) Utilizando a equação de Van der Waals
b) Utilizando a equação de gás ideal. R : P = 184 atm
Constantes de Van der Waals (
a) Utilizando a equação de Van der Waals
b) Utilizando a equação de gás ideal. R : P = 184 atm
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me passou um exercício sobre a síntese da amônia no processo Haber. A gente vai calcular a pressão em um reator de 800 litros a
com 2000 mols de nitrogênio. Para resolver isso, vamos usar duas abordagens: a equação de Van der Waals e a equação dos gases ideais. Vamos precisar entender essas equações e como aplicá-las nesse contexto.
Passo 2
Primeiro, vamos usar a equação de Van der Waals. Essa equação ajusta a equação dos gases ideais levando em conta o volume ocupado pelas moléculas e as forças de atração entre elas. A fórmula é:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de mols, -
é a temperatura em Kelvin, -
é a constante dos gases ( ), -
e são constantes de Van der Waals.
Passo 3
Vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na equação de Van der Waals. Primeiro, rearranjamos a equação para resolver
:
Substituindo os valores:
Calculando cada parte:
Passo 5
Vamos calcular cada termo separadamente:
Primeiro termo:
Segundo termo:
Passo 6
Agora, subtraímos o segundo termo do primeiro para encontrar a pressão
:
Arredondando, temos:
Passo 7
Agora, vamos usar a equação dos gases ideais para calcular a pressão. A fórmula é mais simples:
Passo 8
Substituindo os valores:
Passo 9
Calculando:
Arredondando, temos:
Resposta
a) Utilizando a equação de Van der Waals, a pressão é aproximadamente
.
b) Utilizando a equação de gás ideal, a pressão é aproximadamente
.