Por que comprimir o volume favorece NH₃ aqui?

A T e quantidades fixas, diminuir V aumenta as concentrações n/V. Para a forma escolhida de Q_c e esta estequiometria, a compressão muda a relação de Q com K e concorda com o deslocamento para o lado com menos mols de gás — a amônia.

O K_c(T) corresponde à síntese real da amônia?

Não. É um esboço didático com um único ΔH exotérmico e um K_ref escolhido para a tela. O processo industrial de Haber–Bosch usa pressões altas, recirculação, catalisadores e misturas não ideais.

O que significa o movimento suave das barras?

Uma relaxação visual rumo ao grau de conversão de equilíbrio em que Q_c = K_c(T), não um mecanismo com velocidades da reação direta e da inversa.

Por que só se pode adicionar N₂, sem H₂?

Para mostrar uma perturbação de concentração que quebra a proporção estequiométrica dos reagentes, como no livro quando há excesso de um deles.

Princípio de Le Chatelier

Equilíbrio N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃: temperatura, volume, adição e retirada de espécies; comparação de Q e K.

Sobre o modelo

Princípio de Le Chatelier: se um sistema em equilíbrio sofre uma perturbação externa, o equilíbrio se desloca de modo a atenuar em parte essa perturbação. O exemplo é a síntese da amônia N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g): o sentido direto é exotérmico, por isso, pela equação de van 't Hoff, baixar T aumenta K_c; o número de mols de gás à direita é menor, de modo que a compressão a T constante desloca o equilíbrio rumo a NH₃. Fixam-se temperatura e volume; pode-se adicionar nitrogênio, retirar amônia ou comprimir/expandir o recipiente. No painel comparam-se Q_c e K_c(T) (agrupamento ∝ n_NH₃² V² / (n_N₂ n_H₂³)); as barras de quantidade de matéria relaxam rumo ao grau de conversão de equilíbrio. O modelo é didático: K(T) pela equação integrada de van 't Hoff com um ΔH de aula, as atividades dão lugar a quantidades de matéria, e a cinética do catalisador fica de fora.

Para quem: Ensino médio e início da faculdade: equilíbrio químico, comparação de Q e K, princípio de Le Chatelier.

Conceitos-chave

princípio de Le Chatelier
equilíbrio químico
quociente de reação Q
constante de equilíbrio
equação de van 't Hoff
síntese da amônia
deslocamento do equilíbrio

Como funciona

Equilíbrio gasoso N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃. A constante K_c(T) segue o esquema de van 't Hoff (sentido direto exotérmico); Q_c tem a mesma forma. Variam-se T e V, adiciona-se N₂, retira-se NH₃, comprime-se ou expande-se o recipiente. As barras de quantidade de matéria se ajustam ao grau de conversão de equilíbrio em que Q_c = K_c.

Fórmulas principais

N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ · ΔH < 0

Q_c ∝ n_NH₃² V² / (n_N₂ n_H₂³) (o mesmo agrupamento que K_c)

ln K ≈ ln K_ref − (ΔH/R)(1/T − 1/T_ref) (esboço de van 't Hoff)

Perguntas frequentes

Por que comprimir o volume favorece NH₃ aqui?: A T e quantidades fixas, diminuir V aumenta as concentrações n/V. Para a forma escolhida de Q_c e esta estequiometria, a compressão muda a relação de Q com K e concorda com o deslocamento para o lado com menos mols de gás — a amônia.
O K_c(T) corresponde à síntese real da amônia?: Não. É um esboço didático com um único ΔH exotérmico e um K_ref escolhido para a tela. O processo industrial de Haber–Bosch usa pressões altas, recirculação, catalisadores e misturas não ideais.
O que significa o movimento suave das barras?: Uma relaxação visual rumo ao grau de conversão de equilíbrio em que Q_c = K_c(T), não um mecanismo com velocidades da reação direta e da inversa.
Por que só se pode adicionar N₂, sem H₂?: Para mostrar uma perturbação de concentração que quebra a proporção estequiométrica dos reagentes, como no livro quando há excesso de um deles.

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