Durante a calibração de um sistema automatizado para produção de fertilizantes nitrogenados, um técnico supervisiona a síntese de…

Durante a calibração de um sistema automatizado para produção de fertilizantes nitrogenados, um técnico supervisiona a síntese de amônia a partir de nitrogênio e hidrogênio em um reator fechado. A reação entre os dois gases ocorre em condições controladas de temperatura e pressão, e a eficiência do processo depende da correta proporção dos reagentes conforme a equação química balanceada. Considerando que o controle da produção exige o monitoramento preciso das quantidades de matéria envolvidas em cada etapa, inclusive em termos de mols, massa, volume e número de partículas, avalie as interpretações quantitativas da reação e assinale a alternativa correta.

Reação de Síntese da Amônia (Processo de Haber-Bosch):

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

As relações entre os participantes dessa reação podem ser lidas das seguintes maneiras:

Em Proporção de Moléculas: 

A nível microscópico, 1 molécula de gás nitrogênio reage com 3 moléculas de gás hidrogênio para formar 2 moléculas de amônia.

Em Proporção de Mols:

Para quantidades molares, 1 mol de gás nitrogênio reage com 3 mols de gás hidrogênio, produzindo 2 mols de amônia.

Em Proporção de Massa:

Considerando as massas molares, 28 gramas de gás nitrogênio reagem com 6 gramas de gás hidrogênio para produzir 34 gramas de amônia, o que demonstra a conservação da massa.

Em Proporção de Volume (CNTP):

Nas Condições Normais de Temperatura e Pressão, 22,4 litros de gás nitrogênio reagem com 67,2 litros de gás hidrogênio para formar 44,8 litros de amônia.

Em Proporção de Número de Partículas:

Utilizando a constante de Avogadro, 6,02 x 1023 moléculas de gás nitrogênio reagem com três vezes esse número de moléculas de gás hidrogênio (aproximadamente 18,06 x 1023 moléculas) para formar duas vezes esse número de moléculas de amônia (aproximadamente 12,04 x 1023 moléculas).