Físico-Química ⇒ Cinética química Tópico resolvido

[JW7BR]

Em um estudo cinético de reação do ácido clorídrico (HCl) com fita de magnésio, mediu-se o volume de gás hidrogênio desprendido em função do tempo. Foram feitos três testes (1,2 e 3) de soluções diluídas do ácido com uma quantidade fixa de magnésio. O magnésio foi totalmente consumido. O gráfico a seguir mostra os três resultados obtidos.

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A partir do experimento, fizeram-se as seguintes afirmativas:
I. As curvas tendem a atingir um mesmo valor porque o magnésio limita a quantidade de gás hidrogênio que será produzida.
II. O teste 1 mostra que o volume da solução de HCl era maior que as demais.
III. As reações tiveram velocidades diferentes porque as concentrações dos ácidos nos testes eram diferentes.

Estão corretas as afirmativas
A) I e II, apenas.
B) I e III, apenas.
C) II e III, apenas.
D) I, II e III.

Resposta

---

c)

Esse gráfico é de volume x tempo não é? Inicialmente fiquei confuso, se poderia ser de velocidade por tempo
Além disso sei que são fatores que influenciam a velocidade do equilibrio das reações: massa, concentração, estado físico, temperatura, pressão, superficie dos reagentes, catalisadores

Porque a I está errada? Não é certo que se o magnesio e totalmente consumido ele é o fator limitante? logo as curvas de volume do gas oxigenio tenderiam ao mesmo valor... Também não entendi as outras alternativas... alguem poderia me explicar?

[Jigsaw]

Em um estudo cinético de reação do ácido clorídrico (HCl) com fita de magnésio, mediu-se o volume de gás hidrogênio desprendido em função do tempo. Foram feitos três testes (1,2 e 3) de soluções diluídas do ácido com uma quantidade fixa de magnésio. O magnésio foi totalmente consumido. O gráfico a seguir mostra os três resultados obtidos.

Esse gráfico é de volume x tempo não é? Inicialmente fiquei confuso, se poderia ser de velocidade por tempo
Além disso sei que são fatores que influenciam a velocidade do equilibrio das reações: massa, concentração, estado físico, temperatura, pressão, superficie dos reagentes, catalisadores

Porque a I está errada? Não é certo que se o magnesio e totalmente consumido ele é o fator limitante? logo as curvas de volume do gas oxigenio tenderiam ao mesmo valor... Também não entendi as outras alternativas... alguem poderia me explicar?

JW7BR, questão um pouco trabalhosa, mas vamos tentar resolvê-la:

A partir do experimento, fizeram-se as seguintes afirmativas:

I. As curvas tendem a atingir um mesmo valor porque o magnésio limita a quantidade de gás hidrogênio que será produzida.

[tex3]\begin{array}{ccccc}
\mathsf{TESTE} & \mathsf{2\ HCl} & \mathsf{Mg}\rightleftarrows & \mathsf{MgCl_2} & \mathsf{H_2}\\
1 & 2 & 1 & 1 & 1\\
2 & 1 & 1 & 0,5 & 0,5\\
3 & 0,5 & 1 & 0,25 & 0,25\\
\end{array}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\begin{array}{ccccc}
\mathsf{TESTE} & \mathsf{2\ HCl} & \mathsf{Mg}\rightleftarrows & \mathsf{MgCl_2} & \mathsf{H_2}\\
1 & 2 & 1 & 1 & 1\\
2 & 1 & 1 & 0,5 & 0,5\\
3 & 0,5 & 1 & 0,25 & 0,25\\
\end{array}[/tex3]

O problema não forneceu os valores de HCl consumido, apenas refere-se a uma "quantidade fixa de magnésio", desta forma podemos montar uma TABELA com valores diferentes de HCl e um valor FIXO de magnésio, em função dela podemos inferir que quando a quantidade de HCl é MAIOR do que a de Mg o mesmo torna-se o reagente limitante ENTRETANTO quando a quantidade de HCl é MENOR que a quantidade de Mg o HCl torna-se o reagente limitante, desta forma podemos concluir que a afirmação de que o "o magnésio limita a quantidade de gás hidrogênio que será produzida" é FALSA.

II. O teste 1 mostra que o volume da solução de HCl era maior que as demais.

De acordo com o que foi apresentado na TABELA indicada no item I podemos inferir que essa afirmação é VERDADEIRA.

III. As reações tiveram velocidades diferentes porque as concentrações dos ácidos nos testes eram diferentes.

images.png (12.85 KiB) Exibido 1152 vezes

Sabendo-se que a velocidade da reação é o quociente da variação da concentração pela variação do tempo:

[tex3]\mathsf{v=\frac{\Delta C}{\Delta t}}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\mathsf{v=\frac{\Delta C}{\Delta t}}[/tex3]

Consideranto o mesmo [tex3]\Delta t[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\Delta t[/tex3]

para as três reações, a única maneira da velocidade ser diferente seria se houvesse variações do [tex3]\Delta n[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\Delta n[/tex3]

na unidade de volume, ou seja, variação da concentração (quando maior o coeficiente angular da reta maior o [tex3]\Delta n[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\Delta n[/tex3]

(maior a concentração) e vice-versa.

PORTANTO VERDADEIRA.


RESPOSTA = C) Estão corretas as afirmativas II e III, apenas.


REFERÊNCIAS:

QUÍMICA
Velocidade das Reações Químicas
A velocidade das reações químicas é calculada relacionando-se a variação da concentração com o intervalo de tempo.
https://brasilescola.uol.com.br/quimica ... imicas.htm

[JW7BR]

JW7BR, questão um pouco trabalhosa, mas vamos tentar resolvê-la:

Olá Jigsaw bom dia

no intem I como você fez essa tabela? você arbitrou essa quantidade de mols só pra provar que Mg também pode ser limitante?

no item II porque o volume da solução de HCL é maior que as demais? Porque a quantidade de mol é maior? Você usou aquela relação de volume molares dos gases? Se não qual relação voce esta usando? Nessa questão voce só usou o gráfico da questão para montar a tabela e as outras alternativas voce usou somente a tabela?

no intem III esse gráfico da resposta é o mesmo da questão? eu ainda não entendi o gráfico da questão ele e velocidade por tempo ou volume por tempo mol por tempo ou concentração por tempo? Porque alguma coisa de H2 ta tendendo a uma valor que valor é esse?

[Jigsaw]

JW7BR, caramba você deixou um questionário aqui pra mim, kkkkk .......mas você está certo, tendo dúvidas tem que perguntar mesmo, vale ressaltar que posso estar equivocado na minha interpretação da questão, por isso se alguem discordar, favor se manifestar:

no intem I como você fez essa tabela? você arbitrou essa quantidade de mols só pra provar que Mg também pode ser limitante?

Perceba que o problema não fornece qualquer quantitativo do HCl, desta forma só me restou montar uma TABELA com valores arbitrados pra verificar se em qualquer quantidade de HCl "o magnésio limita (ria) a quantidade de gás hidrogênio que será (ria) produzida" conforme indicado no item I, desta forma provei que a afirmação era FALSA, uma vez que se o HCl fosse numa quantidade inferior ao Mg o mesmo não seria o reagente limitante.

no item II porque o volume da solução de HCL é maior que as demais? Porque a quantidade de mol é maior? Você usou aquela relação de volume molares dos gases? Se não qual relação voce esta usando? Nessa questão voce só usou o gráfico da questão para montar a tabela e as outras alternativas voce usou somente a tabela?

De acordo com a curva 1 do gráfico original da questão, verificamos que o TESTE 1 foi o que produziu uma quantidade maior de H2, na TABELA eu atribuí de forma arbitrária valores diferentes para o HCl, e o TESTE que produziu maior quantidade de H2 foi justamente o TESTE 1, desta forma cheguei a conclusão que a quantidade de HCl é proporcional ao volume de H2 produzido (quanto maior HCl maior H2), na realidade isso já era esperado pela proporção estequiométrica. O numero de mols é proporcional ao volume ocupado por qualquer gás segundo o Princípio de Avogadro. Não há qualquer informação quantitativa no gráfico, por isso fiz uma TABELA relacionando a quantidade de HCl e H2 do ponto de vista estequiométrico, a unica informação que você consegue extrair do gráfico é qual (is) teste (s) teve maior ou menor produção de H2.

no intem III esse gráfico da resposta é o mesmo da questão? eu ainda não entendi o gráfico da questão ele e velocidade por tempo ou volume por tempo mol por tempo ou concentração por tempo? Porque alguma coisa de H2 ta tendendo a uma valor que valor é esse?

No item III eu utilizei um gráfico padrão para reações químicas com curva ascendente num certo intervalo de tempo. O gráfico original da questão informa a relação entre o VOLUME produzido de H2 em miliLitros no decorrer do tempo, mas de acordo com a Hipotese de Avogadro, tanto faz trabalharmos com VOLUME ou numero de mols, que teremos a mesma relação estequiométrica. Note que nos 3 testes o VOLUME de H2 produzido estão muito próximos, desta forma podemos inferir que a quantidade inicial de HCl são muito próximas, isso também está indicado no gráfico, a única coisa que difere as três reações seria a concentração de HCl, por isso a diferença nas curvas, desta forma se fizéssemos uma simulação naquela TABELA com quantidades iniciais de HCl muito próximas, teríamos quantidades finais de H2 também muito próximas, por isso deixo essa simulação pra você fazer como lição de casa.

A Hipótese de Avogadro, proposta em 1811 por Amedeo Avogadro, diz que:

Volumes iguais, de quaisquer gases, nas mesmas condições de pressão e temperatura, apresentam a mesma quantidade de substâncias em mol (moléculas).

REFERÊNCIAS:

HOME QUÍMICA
QUÍMICA GERAL
RELAÇÃO ENTRE LEI DE AVOGADRO E GASES
Relação entre Lei de Avogadro e gases
https://brasilescola.uol.com.br/quimica ... -gases.htm

[Jigsaw]

JW7BR, toda vez que você for mencionar um usuário na sua mensagem, favor clicar no nome dele logo abaixo do avatar onde haverá a indicação "referenciar este usuário" em seguida "inserir este nome de usuário no campo de resposta rápida", assim o mesmo será notificado de sua mensagem, perceba que haverá modificação na cor da fonte do nome do usuário, eu só acessei essa mensagem sua porque estou acompanhando esse Tópico.