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Dificuldade: fácil

A reação de síntese do amoníaco pode ser traduzida por

$$\mathrm{N}_{2}(\mathrm{g})+3 \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}) \rightleftharpoons 2 \mathrm{NH}_{3}(\mathrm{g}) \quad \Delta H<0$$

Questão:

Considere um sistema fechado onde se encontram, em equilíbrio, as espécies envolvidas na reação considerada.

Na Figura 2, apresentam-se os esboços dos gráficos da quantidade de equilíbrio, $n$, de uma daquelas espécies, em função da pressão, $P$, para duas temperaturas, $T_{\mathrm{A}}$ e $T_{\mathrm{B}}$.

Conclua qual das temperaturas, $T_{\mathrm{A}}$ ou $T_{\mathrm{B}}$, é menor, começando por verificar se a espécie a que o gráfico se refere é um reagente ou um produto da reação.

Apresente, num texto estruturado e com linguagem científica adequada, a fundamentação da conclusão solicitada.

Fonte: Exame - 2019, 1ª fase
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Tabela Periódica
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Formulário

Fonte: IAVE

Fonte: IAVE

Resolução do Exercício:

Na reação considerada,

$$\mathrm{N}_{2}(\mathrm{g})+3 \mathrm{H}_{2}(\mathrm{g}) \leftrightharpoons 2 \mathrm{NH}_{3}(\mathrm{g})$$

uma vez que temos mais quantidade de reagentes ( $4 \mathrm{~mol}$ ) do que de produtos ( $2 \mathrm{~mol}$ ), o aumento da pressão favorece a reação direta (formação do produto e consumo dos reagentes $\rightarrow$ diminuição da pressão) para que esse aumento de pressão seja contrariado, implicando assim uma diminuição dos reagentes.

Pela análise do gráfico, verifica-se que a quantidade de equilíbrio da espécie diminui ( $\Delta n<0)$, para qualquer uma das temperaturas $T_{A}$ ou $T_{B}$, à medida que a pressão aumenta, concluindo-se, assim, que o gráfico se refere a um reagente.

Como, $\Delta H<0$, a reação direta é exotérmica (produz calor), sendo favorecida por uma diminuição de temperatura uma vez que o sistema vai evoluir no sentido de contrariar essa diminuição, produzindo calor.

Portanto, a temperaturas mais altas, o sistema vai estar deslocado no sentido dos reagentes , uma vez que vai evoluir no sentido de tentar diminuir a temperatura.

Como, para uma dada pressão, a quantidade de equilíbrio do reagente a que o gráfico se refere é maior à temperatura $T_{B}$ do que à temperatura $T_{A}$, conclui-se que $T_{B}>T_{A}$.

Fonte: Física e Química? Absolutamente!

Assinala os critérios que a tua resposta incluiu corretamente:



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