Questão 36024
UNESP 2016
(Unesp 2016/2 - 2 FASE)
O metanol, CH3OH é uma substância de grande importância para a indústria química, como matéria-prima e como solvente. Esse álcool é obtido industrialmente pela reação entre os gases CO e H2 conforme a equação:
= -103 kJ/mol de metanol
Para realizar essa reação, os gases reagentes, misturados na proporção estequiométrica e em presença de catalisador (geralmente prata ou cobre), são comprimidos a 306 atm e aquecidos a 300 ºC Nessas condições, o equilíbrio apresenta um rendimento de 60% no sentido da formação de metanol.
Escreva a expressão da constante Kp desse equilíbrio e explique o papel do catalisador na reação entre os gases CO e H2 Com base no princípio de Le Chatelier, justifique a importância da compressão desses gases para a produção de metanol e explique o que aconteceria com o rendimento do equilíbrio no sentido da formação de metanol, caso a reação ocorresse em temperaturas superiores a 300 ºC.
Gabarito:
Resolução:
Como todos os reagentes e produtos são gasosos a reação de equilíbrio pode ser escrita em função da pressão dos gases, desta forma,
Um catalisador faz a reação acontecer mais rápido nos dois lados, porque abaixa a energia necessária para a reação acontecer. Isso significa que o equilíbrio é alcançado mais rápido, mas não muda a mistura que está em equilíbrio.
Segundo o princípio de Le Chatelier, quando uma reação em equilíbrio é comprimida, a tendência é que o equilíbrio se mova na direção que reduza o volume gasoso, diminuindo a quantidade total de moléculas de gás para evitar um aumento na pressão do sistema. Sendo assim, o equilíbrio se desloca para os produtos, aumentando o rendimento da reação.
Ao aumentar a temperatura (acima de 300°C), a reação muda na direção que absorve calor (endotérmica), afetando a formação de CO e H2. Isso resulta em uma redução no rendimento da reação, mesmo que a velocidade do processo aumente devido ao aumento da temperatura.