Química · 11.º anocerca de 9 min
A síntese do amoníaco
O amoníaco (NH₃), usado no fabrico de adubos, produz-se industrialmente pelo processo de Haber-Bosch, num sistema fechado, a partir de azoto e hidrogénio gasosos. A reação direta é exotérmica.
Passo 1 de 4
Quanto amoníaco, no máximo?
Se reagir completamente 6,0 mol de H₂ (com N₂ em excesso), que quantidade de NH₃ se forma?
Passo 2 de 4
O rendimento
Na prática, como a reação é incompleta, obtiveram-se apenas 2,4 mol de NH₃. Qual é o rendimento da reação?
Passo 3 de 4
Perturbar o equilíbrio
O sistema está em equilíbrio. Para cada alteração, indica o sentido que é favorecido, segundo o Princípio de Le Châtelier.
Aumentar a pressão (diminuindo o volume)
Aumentar a temperatura
Retirar NH₃ à medida que se forma
Adicionar um catalisador
Passo 4 de 4
O compromisso da fábrica
Uma temperatura baixa favorece a formação de NH₃. Então porque é que as fábricas trabalham a cerca de 450 °C?
Resultado
O equilíbrio, ao longo do tempo
Pela equação, 3 mol de H₂ dão 2 mol de NH₃: com 6,0 mol de H₂ formam-se, no máximo, 4,0 mol de NH₃. Obtendo-se 2,4 mol, o rendimento é 60%.
Pelo Princípio de Le Châtelier:
- Mais pressão → sentido direto (4 mol de gás → 2 mol).
- Mais temperatura → sentido inverso (a reação direta é exotérmica).
- Retirar NH₃ → sentido direto (o sistema repõe o que se retira).
- Catalisador → não desloca o equilíbrio; só o torna mais rápido.
Na indústria há um compromisso: a temperatura baixa daria mais NH₃, mas demasiado devagar. Por isso usa-se cerca de 450 °C, pressão elevada, catalisador de ferro e remoção contínua do NH₃.
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