Sistemas químicos com reações em fase gasosa são muito comuns em processos industriais e naturais. Nesses sistemas, os reagentes e produtos estão na forma de gases, e suas propriedades são descritas por equações de estado, como a equação do gás ideal. Essa equação é útil para descrever sistemas que estejam operando a pressões moderadas e a altas temperaturas. Considerar a reação de síntese da amônia em fase gasosa, representada pela equação química: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) Se inicialmente forem colocados 2 mols de N₂ e 6 mols de H₂ em um reator fechado de volume fixo de 10 L e a uma temperatura de 300 K e, após o equilíbrio ser atingido, restar 1 mol de N₂, a pressão total do sistema, assumindo comportamento ideal dos gases será de [Dado: constante universal dos gases (R)=0,082 (atm.L)/(mol.K)]
- A)4,92 atm.
Errada, porque a quantidade total de gases no equilíbrio não é 4 mols; isso levaria a uma pressão menor que a calculada.
- B)7,38 atm.
Errada, pois o número de mols no equilíbrio foi subestimado e a pressão total ficaria abaixo do valor correto.
- C)9,84 atm.
Errada, porque ainda há menos mols totais do que o necessário para alcançar essa pressão.
- D)14,76 atm.
Certa, pois ao final restam 1 mol de N2, 3 mols de H2 e formam-se 2 mols de NH3, totalizando 6 mols; assim, P = 6 x 0,082 x 300 / 10 = 14,76 atm.
- E)19,68 atm.
Errada, porque esse valor exigiria 8 mols totais no equilíbrio, o que não ocorre após a formação de amônia.
Gabarito: D
Em reações gasosas, a pressão total pode ser encontrada com a boa e velha equação dos gases ideais: P = nRT/V. O segredo aqui é descobrir quantos mols totais existem no equilíbrio, porque a pressão depende disso, não apenas de um reagente isolado. Como o volume e a temperatura foram mantidos fixos, basta analisar a estequiometria da reação para achar o total de gases no final.