Exercício 2 - Equilíbrio químico · Exame Nacional Física e Química A 1.ª fase 2026

A síntese do amoníaco pode ser chamada aos mais diversos propósitos: até hoje, o processo de Haber-Bosch garante a alimentação de uma população mundial em crescimento. É assim que quase metade do nitrogénio hoje existente no organismo de qualquer pessoa, inclusive o leitor, passou antes pelo processo de Haber-Bosch.

Nuno Maulide, Como se Transforma Ar em Pão, 1.ª edição, Lisboa, Planeta, 2021, p. 118.

No processo de Haber-Bosch, o gás amoníaco, $\text{NH}_3$, largamente usado na indústria de fertilizantes, é produzido, sob determinadas condições de pressão e de temperatura, a partir de di-hidrogénio e de dinitrogénio, numa reação reversível que pode ser traduzida por

$$\text{N}_2(\text{g}) + 3\,\text{H}_2(\text{g}) \rightleftharpoons 2\,\text{NH}_3(\text{g}) \qquad \Delta H = -92{,}2\text{ kJ}$$

2.2.

No sistema reacional em equilíbrio, a quantidade de $\text{NH}_3\,(\text{g})$ aumentará se

()

2.3.

Num recipiente fechado indeformável, à temperatura $T$, encontram-se em equilíbrio químico $\text{N}_2\,(\text{g})$, $\text{H}_2\,(\text{g})$ e $\text{NH}_3\,(\text{g})$, sendo a concentração de $\text{NH}_3\,(\text{g})$ $1,6\text{ mol dm}^{-3}$ e as concentrações de $\text{N}_2\,(\text{g})$ e de $\text{H}_2\,(\text{g})$ desconhecidas.

Num determinado instante, o sistema sofreu uma perturbação por alteração das quantidades das substâncias. Mantendo-se a temperatura $T$, o sistema atingiu um novo estado de equilíbrio, no qual as concentrações de $\text{N}_2\,(\text{g})$ e de $\text{H}_2\,(\text{g})$ são metade das concentrações respetivas no equilíbrio inicial.

Determine a concentração de $\text{NH}_3\,(\text{g})$ no novo estado de equilíbrio químico.

Apresente todos os cálculos efetuados.