A amônia (NH3) é uma substância muito utilizada na fabricação de fertilizantes e produtos de limpeza. Uma forma de produzi-la é por meio da síntese de Haber-Bosch, que ocorre em alta temperatura e pressão. Abaixo temos a equação que representa essa síntese e o valor das energias de ligação entre os átomos. A partir desses dados, determine a entalpia da síntese de 2 mol de amônia.
Respostas
Resposta:
A entalpia de formação de 1 mol de amônia é de -44 kJ.mol^-1.
O primeiro passo é realizar o cálculo da energia total das ligações nos reagentes:
Hreagentes = 1.(N≡N) + 3. (H-H)
Hreagentes = 1.(944) + 3.(436)
Hreagentes = 944 + 1308
Hreagentes = 2252 KJ.mol-1
Depois é preciso calcular a energia total das ligações nos produtos:
Hprodutos = 6.(N-H)
Hprodutos = 6.(390)
Hprodutos = 2340 KJ.mol-1
Lembrando que nos produtos a energia é sempre liberada, logo, Hprodutos = - 2340 KJ.mol-1.
Sendo assim, temos que:
ΔH = Hprodutos + Hreagentes
ΔH = - 2340 + 2252
ΔH = - 88 KJ.mol-1
Considerando que é pedido a entalpia de formação de 1 mol de NH3 e que na equação temos 2 mols, é preciso então realizar a divisão do valor encontrado por 2:
ΔH = - 88/2
ΔH = - 44 KJ.mol-1
Leta b). Com os valores de energia fornecidos pelo exercício, devemos fazer o seguinte para resolver a questão:
1º Passo: Escrever a equação representando a fórmula estrutural de cada um dos participantes da equação:
2º Passo: Calcular a energia total das ligações nos reagentes. Para isso, devemos multiplicar o valor da energia da ligação entre os átomos envolvidos pelo coeficiente estequiométrico na equação e pelo número de vezes que ela se repete na estrutura. Por fim, basta somar os valores.
Hreagentes = 1.(N≡N) + 3. (H-H)
Hreagentes = 1.(944) + 3.(436)
Hreagentes = 944 + 1308
Hreagentes = 2252 KJ.mol-1
3º Passo: Calcular a energia total das ligações nos produtos. Para isso, devemos multiplicar o valor da energia da ligação entre os átomos envolvidos pelo coeficiente estequiométrico na equação e pelo número de vezes que ela se repete na estrutura. Por fim, basta somar os valores.
Hprodutos = 6.(N-H)
Hprodutos = 6.(390)
Hprodutos = 2340 KJ.mol-1
Nos produtos, a energia é sempre liberada, logo, Hprodutos = - 2340 KJ.mol-1.
4º Passo: Utilizar os valores encontrados para reagentes e produtos na seguinte fórmula:
ΔH = Hprodutos + Hreagentes
ΔH = - 2340 + 2252
ΔH = - 88 KJ.mol-1
5º Passo: Como o exercício pede a entalpia de formação de 1 mol de NH3 e, na equação, temos 2 mol, devemos dividir o valor encontrado por dois:
ΔH = - 88
2
ΔH = - 44 KJ.mol-1