actualmente o processo de haber é o mais importante método de obtenção de amoníaco. fritz haber...
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SÍNTESE DO AMONÍACO E
BALANÇO ENERGÉTICO
Actualmente o processo de Haber é o mais importante método de obtenção de amoníaco.
Fritz Haber recebeu o Prémio Nobel da Química de 1919 pelo desenvolvimento deste processo de síntese. Os gases nitrogénio e hidrogénio são combinados directamente a uma pressão de 20 MPa e à temperatura de 500ºC, utilizando o ferro como catalisador.
N2 (g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)
O azoto é obtido do ar atmosférico. O hidrogénio a partir do gás natural.
Obtenção do amoníaco
Fritz Haber formulou as seguintes perguntas:
Como obter o maior rendimento?
Como deslocar o equilíbrio no sentido directo, de forma
a aumentar a produção do amoníaco?
De acordo com os Princípios da Química temos que
considerar 3 factores fundamentais:
temperatura,
pressão
uso de catalisadores, (substâncias que
aumentam a velocidade da reacção)
Processo industrial de síntese de Haber-Bosh
Depois de vários anos de trabalho chegou à conclusão:
a pressão deve ser, entre 200 atm e 103 atm;
a temperatura de 500ºC;
como catalisador, uma mistura de ferro, molibdénio e
óxido de alumínio.
um reactor químico capaz de suportar as altas pressões
de trabalho.
A BASF estava muito interessada no fabrico industrial
de amoníaco, encarregando o engenheiro Karl Bosch
de desenhar o reactor químico, recebendo o processo o
nome de síntese de Haber-Bosch.
• Questão 8-11
Ficha de Trabalho
“amoníaco”
BALANÇO ENERGÉTICOEm sistemas isolados
Reacção exotérmica Reacção endotérmica
A temperatura do sistema aumenta
A temperatura do sistema diminui
A energia cinética interna aumenta; a energia potencial associada às ligações diminui
A energia cinética interna diminui; a energia potencial associada às ligações aumentaReacção exotérmica
Ec interna
R
P
Ep internaP
R
RP
Einterna
R
PEp interna
P
R
RP
Einterna
Ec interna
Reacção exotérmica
Em sistemas não isolados
Reacção exotérmica Reacção endotérmica
Transferência de energia do sistema para a vizinhança
Transferência de energia da vizinhança para o sistema
A energia libertada na formação das ligações dos produtos é superior à energia absorvida na quebra de ligações dos reagentes
A energia libertada na formação das ligações dos produtos é inferior à energia absorvida na quebra de ligações dos reagentes
VARIAÇÃO DA ENTALPIA
Variação de entalpia, ΔH, mede a energia transferida entre o sistema e a vizinhança, a pressão constante
Reacção exotérmica ΔH < 0
Reacção endotérmica ΔH > 0
N2 + H2 → NH3 ΔH = -92 kJ mol-1
Manual pág 32
•Figura 24
Manual pág 76-77
•Exercícios 51, 52, 54, 55, 57 e 59