A síntese da amônia pode ocorrer em diversas condições de pressão e temperatura, o que altera o rendimento do processo. Observe o gráfico que mostra como varia o rendimento da reação (Q) em função da pressão, para a temperatura de 600 K:
a) Analisando o gráfico, indique o rendimento do processo a 200 atm.
b) Utilizando 28 toneladas de N2, qual a massa de amônia que pode ser obtida nessas condições (200 atm e 600 K)? Considere que a reação seja representada por:
N2 + 3 H2 → 2 NH3
Respostas
O cálculo de rendimento das reações é constantemente empregado em laboratórios antes de serem aplicados nas indústrias. Pelo simples fato da dificuldade de obter uma reação com 100% de rendimento. A amônia é um desses casos, devendo ser trabalhada com ajuste de pressão e temperatura para otimizar o seu aproveitamento.
- Qual o rendimento do processo a 200 atm.
De acordo com o gráfico, a 200 atm o rendimento é de 40 %.
- Utilizando 28 toneladas de N₂, qual a massa de amônia que pode ser obtida nessas condições (200 atm e 600 K)?
Vamos comparar a quantidade de amônia que é produzida na reação com 28 toneladas de N₂, considerando que a quantidade de H₂ seja suficiente.
Informações:
28 t = 28x10³ Kg = 28x10⁶ g
Massa molar do N₂ = 28 g/mol
Massa molar de NH₃ = 17 g/mol
Montagem da regra de três:
N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃
28 g ---------2. 17 g
28x10⁶ ------ x
x = 28x10⁶ . 34 / 28
x = 952x10⁶ / 28
x = 34x10⁶ g de NH₃
Na reação com 28 toneladas de N₂, são obtidos 34x10⁶ g (34 t) de NH₃. Mas o rendimento é de 40%.
34x10⁶ g de NH₃ ------ 100 %
y ------- 40 %
y = 34x10⁶ . 40 / 100
y = 13,6x10⁶ g ou 13,6 toneladas de NH₃
- Qual é a resposta?
Assim podemos concluir que a reação de 28 toneladas de gás nitrogênio, com um rendimento de 40%, fornece 13,6 toneladas de gás amônia.
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