Físico-Química ⇒ [UnB 2019] Gráfico de formação da Amônia Tópico resolvido

[VctMR]

Para aumentar a velocidade da reação de síntese do
NH3(g), pode-se utilizar como catalisador pó de ferro finamente
dividido. Os reagentes, N2(g) e H2(g), podem ser obtidos a partir
do ar atmosférico e da reforma do metano, respectivamente. Após
a reação, a lavagem do sistema com água permite separar o NH3
do N2(g) e do H2(g) remanescentes.
Devido à sua volatilidade, o NH3 é usualmente convertido
em ureia (H2NCONH2) ou em nitrato de amônio (NH4NO3), o
que pode ser feito por meio das reações com CO2(g) e HNO3(g),
respectivamente.
A lei de velocidade para a reação de síntese do NH3(g) a
partir de N2(g) e H2(g) é de ordem global 2, sendo de ordem 1 em
relação a cada um dos reagentes.
Considere as informações e condições apresentadas
assumindo comportamento ideal para todos os gases envolvidos

Assinale a opção que apresenta o gráfico das velocidades
direta e inversa da formação do NH3(g).

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Olá! Fiz essa prova nesse final de semana, ainda não tem gabarito definitivo oficial, essa questão gerou algumas controvérsias nos gabaritos. Queria saber sua opinião e também saber se ela estaria passível para anulação...
desde já agradeço

[MateusQqMD]

E aí, Victor

A equação que representa a formação da amônia na situação de equilíbrio é a seguinte:

[tex3]1 \, \text{N}_{2(\text{g})} + 3 \, \text{H}_{2(\text{g})} \quad {\large\rightleftharpoons} \quad 2 \, \text{NH}_{3(\text{g})}[/tex3]

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[tex3]1 \, \text{N}_{2(\text{g})} + 3 \, \text{H}_{2(\text{g})} \quad {\large\rightleftharpoons} \quad 2 \, \text{NH}_{3(\text{g})}[/tex3]

Como a reação de obtenção da amônia é reversível, em dado instante ela atinge o equilíbrio: as velocidades das reações direta e inversa igualam-se e a mesma quantidade de [tex3]\text{NH}_{3(\text{g})}[/tex3]

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[tex3]\text{NH}_{3(\text{g})}[/tex3]

que é formada sofre decomposição para formar [tex3]\text{N}_{2(\text{g})}[/tex3]

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[tex3]\text{N}_{2(\text{g})}[/tex3]

e [tex3]\text{H}_{2(\text{g})}.[/tex3]

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[tex3]\text{H}_{2(\text{g})}.[/tex3]

A velocidade da reação direta é máxima no início pois a concentração de reagentes é máxima. À medida que a reação se processa, os reagentes são consumidos e, assim, a velocidade da reação direta vai se tornando progressivamente menor com o passar do tempo até atingir uma velocidade constante:

[tex3]\text{v} = \text{k}\cdot [\text{N}_{2}] \cdot [\text{H}_{2}][/tex3]

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[tex3]\text{v} = \text{k}\cdot [\text{N}_{2}] \cdot [\text{H}_{2}][/tex3]

Ao mesmo tempo, o produto (amônia) vai sendo formado. Mas, de forma contrária, a velocidade da reação inversa é pequena no início pois a quantidade de amônia no início é baixa. Esta começa a aumentar até chega um momento em que permanece constante, isto é, as velocidade das reações direta e inversa igualam-se.

O gráfico que representa isso está na alternativa [tex3]\text{c)}.[/tex3]

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[tex3]\text{c)}.[/tex3]

[MateusQqMD]

Acredito que não seja passível de anulação.

[VctMR]

MateusQqMD, acabou de sair o gabarito preliminar desta prova e a resposta dessa questão é letra C. Alguns cursinhos considerou a letra D como certa, foi a que também marquei. Por que não a D?

[MateusQqMD]

Então, Victor, eu já expliquei isso no meu comentário acima:

"Como a reação de obtenção da amônia é reversível, em dado instante ela atinge o equilíbrio: as velocidades das reações direta e inversa igualam-se e a mesma quantidade de [tex3]\text{NH}_{3(\text{g})}[/tex3]

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[tex3]\text{NH}_{3(\text{g})}[/tex3]

que é formada sofre decomposição para formar [tex3]\text{N}_{2(\text{g})}[/tex3]

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[tex3]\text{N}_{2(\text{g})}[/tex3]

e [tex3]\text{H}_{2(\text{g})}.[/tex3]

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[tex3]\text{H}_{2(\text{g})}.[/tex3]

"

Na alternativa [tex3]\text{d)}[/tex3]

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[tex3]\text{d)}[/tex3]

essa igualdade não ocorre. Perceba inclusive que após um certo tempo a reação inversa atinge uma velocidade maior que a reação direta.

[VctMR]

MateusQqMD, tem razão. Valeu pela força