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).
