Você acaba de ser promovido a Engenheiro de Produção, responsável pelo setor de síntese de uma indústria focada na produção

Você acaba de ser promovido a Engenheiro de Produção, responsável pelo setor de síntese de uma indústria focada na produção de fertilizantes nitrogenados. O principal produto da sua linha é o Sulfato de Amônio, um sal obtido por meio da injeção direta de amônia anidra no ácido sulfúrico. A reação não balanceada está apresentada a seguir:

H2SO4(aq) + NH3(g) → (NH4)2SO4(aq)

Questão 1: Preparação da Matéria-Prima:

Para alimentar o reator, você recebeu do almoxarifado uma bombona de ácido sulfúrico H2SO4 concentrado. O rótulo indica título em massa de 98% e densidade de 1,84 g/mL. Para dimensionar o fluxo das bombas, você precisa padronizar essa informação. Calcule a concentração molar (em mol/L) deste ácido concentrado, assumindo que a massa molar do H2SO4 é 98 g/mol.

Questão 2: Otimização da Planta de Gás:

A amônia NH3 utilizada na neutralização é produzida na própria fábrica por meio do Processo Haber-Bosch, uma reação gasosa reversível e exotérmica. A reação não balanceada está apresentada a seguir:

N2(g) + H2(g) ⇌ NH3(g)  ΔH < 0

O diretor da planta exigiu um aumento na produção de amônia para o próximo trimestre sem adicionar mais reagentes. Explique como você deve alterar a temperatura do reator para deslocar o equilíbrio no sentido da formação de amônia NH3. Justifique sua decisão tecnicamente.

Questão 3: Meta de Produção:

Para esta questão, os conceitos de estequiometria se fazem essenciais. Para isso, ela é dividida em duas partes.