b)
DATA: 30 / 11 / 2006
Calcule Kc para o equilíbrio em questão.
UNIDADE
2ª SÉRIE/EM – II AVALIAÇÃO ESPECIAL DE QUÍMICA
ALUNO:
VALOR: 10
TURMA:
Nº:
RESULTADO:
CORRETOR:
02. Nas temperaturas de 25ºC e de 400ºC, as constantes de equilíbrio, Kc, para a síntese da amônia são,
respectivamente 6,0 x 105 e 6,2 x 10—4.
Com base em seus conhecimentos sobre equilíbrio e nos dados fornecidos, indique se essa reação 1,0
é endotérmica ou exotérmica. Justifique sua resposta.
Leia o texto abaixo:
GARCIA-PELAYO / CID
No Mundo atual são produzidos, anualmente, milhões de toneladas de compostos nitrogenados – adubos agrícolas, explosivos,
fibras têxteis, corantes, medicamentos, entre outros. Os produtos mais importantes são, sem dúvida, os adubos agrícolas – NH3, NH4NO3,
(NH4)2SO4, H2NCONH2(uréia), etc. Sem esses adubos, a produção agrícola mundial cairia acentuadamente, agravando ainda mais o
problema da fome.
03. A variação de entalpia da reação de síntese da amônia pode ser estimada a partir dos dados de
entalpia das ligações químicas envolvidas. Para isso, considera-se uma absorção de energia quando a
ligação é rompida, e uma liberação de energia quando a ligação é formada. A tabela abaixo
apresenta dados de entalpia por mol de ligações rompidas.
Esta fábrica, localizada em Málaga, na Espanha, produz fertilizantes à base de amônia.
Até o início do século XX, a principal fonte natural de compostos nitrogenados era o NaNO3 (salitre do Chile), que resulta da
transformação de excrementos de aves marinhas em regiões de clima seco, como acontece no Chile. O salitre natural, porém, não seria
suficiente para suprir o consumo atual de compostos nitrogenados.
Por outro lado, é interessante notar que existe uma quantidade quase inesgotável de nitrogênio no ar, sob forma de N2. A
molécula N2 é muito estável (inerte)
(inerte), ou seja, é muito difícil rompê-la (a energia da ligação N ≡ N é 943,8kJ/mol) para formar
qualquer composto nitrogenado. Conseguindo-se uma primeira reação, torna-se muito mais fácil, daí em diante, produzir outros
compostos nitrogenados, como na seguinte seqüência:
LIGAÇÃO
ENTALPIA (kJ/mol)
01. O gráfico mostra as variações, com o tempo, das concentrações das espécies presentes em um
recipiente fechado, no qual ocorre a síntese da amônia.
1
H–N
436
944
389
1,0
04. Para otimizar a síntese da amônia, o processo de Haber-Bosch utiliza três condições: catalisador, alta
temperatura e alta pressão.
Justifique por que essas condições são utilizadas industrialmente.
FELTRE, Ricardo. Química – vol. 2. 6 ed. São Paulo: Moderna, 2004. p.241.
Escreva a expressão da constante de equilíbrio, Kc, para
essa síntese.
N≡N
Calcule a variação de entalpia (ΔH) para a reação de síntese da amônia.
N2(do ar) → NH3 → NO → NO2 → HNO3 → NH4NO3 → etc.
Esse problema foi resolvido em 1909 pelo químico alemão Fritz Haber (1868-1934), com a síntese da amônia:
N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g)
O processo foi aperfeiçoado industrialmente, nos anos seguintes, por Carl Bosch (1874-1940), o que deu origem ao nome
síntese de HaberHaber-Bosch para a reação acima. Até hoje, esse é o principal processo de fixação do N2 do ar,
ar para a obtenção de compostos
nitrogenados. Devido à grande importância dessa reação, Haber foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química de 1918, e Bosch, com o
de 1931.
a)
H–H
a)
Catalisador:
b)
Alta temperatura:
3,0
1,0
2
c)
Alta pressão:
07. Quando se dissolvem sais em água, nem sempre a solução se apresenta neutra. Alguns sais podem
formar solução ácida ou básica, devido à reação de um dos íons formados na dissociação do sal com
a água; ou seja, ocorre uma reação de hidrólise.
Uma solução aquosa de nitrato de amônio apresenta pH igual, maior ou menor que sete?
Justifique sua resposta utilizando uma equação química.
05. Em uma solução aquosa de amônia, existem os equilíbrios:
NH3(g) + H2O(l) ⇄ NH3(aq)
NH3(aq) + H2O(l) ⇄ NH4+(aq) + OH—(aq)
a)
Considerando a constante de basicidade, Kb, da amônia como valendo 2 x 10—5, determine o
pH de uma solução 0,05 mol/L de amônia.
b)
Explique por que a adição de soda cáustica, NaOH, acentuará o odor característico da solução
de amônia.
2,0
CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS
06. A dissolução do nitrato de amônio, NH4NO3, em água pode ser representada pela seguinte equação
química:
NH4NO3(s) + H2O(l) → NH4+(aq) + NO3—(aq) ΔH = + 26,2 kJ/mol
Qual dos gráficos abaixo, I ou II, representa a solubilidade do nitrato de amônio em água em função
da temperatura? Justifique sua resposta.
I
II
1,0
1
H
1,008
3
Li
6,9
11
Na
23,0
19
K
39,1
37
Rb
85,5
55
Cs
132,9
87
Fr
(223)
4
Be
9,0
12
Mg
24,3
20
Ca
40,1
38
Sr
87,6
56
Ba
137,3
88
Ra
(226)
Lantanídios
Actinídios
Nº ATÔMICO
ELEMENTO
MASSA ATÔMICA
21
Sc
45,0
39
Y
88,9
57/71
89/103
57
La
138,9
89
Ac
(227)
22
Ti
47,9
40
Zr
91,2
72
Hf
178,5
104
Ku
(261)
58
Ce
140,1
90
Th
232,0
23
V
50,9
41
Nb
92,9
73
Ta
180,9
105
Ha
(260)
59
Pr
140,9
91
Pa
(231)
24
Cr
52,0
42
Mo
95,9
74
W
183,8
60
Nd
144,2
92
U
238,0
25
Mn
54,9
43
Tc
(99)
75
Re
186,2
61
Pm
(147)
93
Np
(237)
26
Fe
55,8
44
Ru
101,1
76
Os
190,2
62
Sm
150,4
94
Pu
(242)
N
E
M
27
Co
58,9
45
Rh
102,9
77
Ir
192,2
28
Ni
58,7
46
Pd
106,4
78
Pt
195,1
29
Cu
63,5
47
Ag
107,9
79
Au
197,0
30
Zn
65,4
48
Cd
112,4
80
Hg
200,6
5
B
10,8
13
Al
27,0
31
Ga
69,7
49
In
114,8
81
Tl
204,4
63
Eu
152,0
95
Am
(243)
64
Gd
157,3
96
Cm
(247)
65
Tb
158,9
97
Bk
(249)
66
Dy
162,5
98
Cf
(251)
67
Ho
164,9
99
Es
(254)
IAOM/jms
3
4
6
C
12,0
14
Si
28,1
32
Ge
72,6
50
Sn
118,7
82
Pb
207,2
7
N
14,0
15
P
31,0
33
As
74,9
51
Sb
121,8
83
Bi
209,0
8
O
16,0
16
S
32,1
34
Se
79,0
52
Te
127,6
84
Po
(210)
9
F
19,0
17
Cl
35,5
35
Br
79,9
53
I
126,9
85
At
(210)
68
Er
167,3
100
Fm
(253)
69
Tm
168,9
101
Md
(256)
70
Yb
173,0
102
No
(253)
71
Lu
175,0
103
Lr
(257)
2
He
4,0
10
Ne
20,2
18
Ar
39,9
36
Kr
83,8
54
Xe
131,3
86
Rn
(222)
1,0