Volver a Guía

CURSO RELACIONADO

Química 05

2025 IDOYAGA

¿Te está ayudando la guía resuelta?
Sumate a nuestro curso, donde te enseño toda la materia de forma súper simple. 🥰


Ir al curso
QUÍMICA 05 CBC
CÁTEDRA IDOYAGA

Unidad 14: Reacciones Ácido-Base

4. La $Kc$ del proceso de Haber de producción industrial de amoniaco es de $3,6 \cdot 10^{8}$ a $25^{\circ} \mathrm{C}$. $$\mathrm{N}_{2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g}) \rightleftarrows 2 \mathrm{NH}_{3}+92 \mathrm{KJ}$$ Justificar las siguientes consideraciones:
b) El máximo rendimiento se da a temperaturas próximas a $500^{\circ} \mathrm{C}$. ¿Cómo explicas que se utilice una temperatura tan elevada?

Respuesta

La reacción es:
$\mathrm{N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftarrows 2NH_3(g) + 92 \, KJ}$ Lo primero que salta a la vista es que libera $\mathrm{92 \, KJ}$ de energía. Esto que significa que es una reacción exotérmica. Acordate que en este tipo de reacciones podés pensar el calor como un producto.


Si aumentamos la temperatura, es como si estuviéramos agregando más "calor" al sistema. Según Le Chatelier, el equilibrio va a intentar consumir ese calor extra. Para eso, se desplaza hacia la izquierda, es decir, hacia los reactivos ($\mathrm{N_2}$ y $\mathrm{H_2}$).
Esto significa que, desde el punto de vista del equilibrio, una temperatura más alta disminuye el rendimiento de amoníaco. Si solo pensáramos en el equilibrio, nos convendría una temperatura baja para producir más $\mathrm{NH_3}$ ¿no? Acá es donde entra la "trampa" y la realidad industrial. Si bien una temperatura baja favorecería el equilibrio para producir más $\mathrm{NH_3}$, a temperaturas bajas (como $\mathrm{25^{\circ}C}$), la reacción es lentísima. ¡Sería como esperar una eternidad para que se forme algo de amoníaco! No sería práctico ni rentable. Entonces las temperaturas elevadas (como esos $\mathrm{500^{\circ}C}$) son necesarias para acelerar la velocidad de la reacción. A estas temperaturas, las moléculas tienen muchísima más energía cinética, chocan con más frecuencia y con más fuerza, lo que aumenta la probabilidad de que las colisiones sean efectivas y se forme el producto. Y otro dato de la industria que me parece que está bueno que sepas. Además de la alta temperatura, en el proceso de Haber se usa un catalizador (generalmente a base de hierro). El catalizador no cambia el equilibrio, pero sí acelera la velocidad tanto de la reacción directa como de la inversa, haciendo que el equilibrio se alcance mucho más rápido a esa alta temperatura. ✅ Se usauna temperatura elevada (cerca de $\mathrm{500^{\circ}C}$) no porque favorezca la cantidad de amoníaco en el equilibrio (de hecho, la desfavorece), sino porque es la temperatura a la cual la velocidad de la reacción es lo suficientemente rápida para que la producción sea eficiente y económicamente rentable. Es un balance entre obtener un buen rendimiento (aunque no el máximo teórico) y producir a una velocidad que sirva para la industria.
Reportar problema
Iniciá sesión o Registrate para dejar tu comentario.
🤖 ExaBoti
Esta conversación es privada
🤖 ExaBoti (privado)