Físico-Química ⇒ Cinética química Tópico resolvido

[Lucabral]

O óxido nítrico é um poluente atmosférico que pode ser reduzido na presença de hidrogênio, conforme a seguinte equação:

[tex3]2NO_{(g)} + 2H_{2(g)}\,\,\,\longrightarrow\,\,\,\,N_{2(g)} + 2H_2O_{(g)}
[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]2NO_{(g)} + 2H_{2(g)}\,\,\,\longrightarrow\,\,\,\,N_{2(g)} + 2H_2O_{(g)}
[/tex3]

A velocidade inicial de formação de N2 foi medida para várias concentrações iniciais diferentes de NO e H2, e os resultados são os seguintes:

questao-2-cinetica.jpg (72.46 KiB) Exibido 4155 vezes

Fazendo uso desses dados, determine:

a) a equação de velocidade para a reação;
b) o valor da constante de velocidade da reação;
c) a velocidade inicial da reação quando [NO]= 0,5 mol/L e [H2]= 1,0 mol/L.

Resposta

---

a) v = k[NO]2 [H2]; b) k = 1,23; c) vi = 0,3 mol.L-1 .s-1

[jrneliodias]

Olá, Lucabral.

Supomos que [tex3]v = k\,[NO]^a\,[H_2]^b[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]v = k\,[NO]^a\,[H_2]^b[/tex3]

Para descobrir o [tex3]\,\,a\,\,[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\,\,a\,\,[/tex3]

, pegamos dois experimentos onde a concentração de [tex3]\,\,[H_2]\,\,[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\,\,[H_2]\,\,[/tex3]

seja constante, então vamos pegar o (1) e o (2):

[tex3](1):\,\,\,4,92\cdot 10^{-3} = k\,(0,2)^a\,(0,1)^b[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3](1):\,\,\,4,92\cdot 10^{-3} = k\,(0,2)^a\,(0,1)^b[/tex3]

[tex3](2):\,\,\,1,23\cdot 10^{-3} = k\,(0,1)^a\,(0,1)^b[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3](2):\,\,\,1,23\cdot 10^{-3} = k\,(0,1)^a\,(0,1)^b[/tex3]

Dividindo as duas equações, temos

[tex3]\frac{4,92\cdot 10^{-3}}{1,23\cdot 10^{-3}} =\frac{ k\,(0,2)^a\,(0,1)^b}{ k\,(0,1)^a\,(0,1)^b}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\frac{4,92\cdot 10^{-3}}{1,23\cdot 10^{-3}} =\frac{ k\,(0,2)^a\,(0,1)^b}{ k\,(0,1)^a\,(0,1)^b}[/tex3]

[tex3]4=\frac{2^a\cdot (0,1)^a}{ (0,1)^a}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]4=\frac{2^a\cdot (0,1)^a}{ (0,1)^a}[/tex3]

[tex3]4=2^a[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]4=2^a[/tex3]

[tex3]a=2[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]a=2[/tex3]

Fazendo o mesmo, para achar [tex3]\,\,b\,\,[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\,\,b\,\,[/tex3]

, pegamos os (2) e (3), onde a concentração de [tex3]\,\,[NO]\,\,[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\,\,[NO]\,\,[/tex3]

é constante,


[tex3](2):\,\,\,1,23\cdot 10^{-3} = k\,(0,1)^a\,(0,1)^b[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3](2):\,\,\,1,23\cdot 10^{-3} = k\,(0,1)^a\,(0,1)^b[/tex3]

[tex3](3):\,\,\,2,43\cdot 10^{-3} = k\,(0,1)^a\,(0,2)^b[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3](3):\,\,\,2,43\cdot 10^{-3} = k\,(0,1)^a\,(0,2)^b[/tex3]

Dividindo as duas equações, temos

[tex3]\frac{1,23\cdot 10^{-3}}{2,43\cdot 10^{-3}} =\frac{ k\,(0,1)^a\,(0,1)^b}{ k\,(0,1)^a\,(0,2)^b}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\frac{1,23\cdot 10^{-3}}{2,43\cdot 10^{-3}} =\frac{ k\,(0,1)^a\,(0,1)^b}{ k\,(0,1)^a\,(0,2)^b}[/tex3]

[tex3]\frac{1}{2}=\frac{ (0,1)^b}{2^b\cdot (0,1)^b}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\frac{1}{2}=\frac{ (0,1)^b}{2^b\cdot (0,1)^b}[/tex3]

[tex3]2=2^b[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]2=2^b[/tex3]

[tex3]b=1[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]b=1[/tex3]

Portanto,

[tex3]v = k\,[NO]^2\,[H_2][/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]v = k\,[NO]^2\,[H_2][/tex3]

b) Para obtermos a constante de velocidade, basta substituir os valores de um experimento,

[tex3]4,92\cdot 10^{-3} = k\,(0,2)^2\,(0,1)[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]4,92\cdot 10^{-3} = k\,(0,2)^2\,(0,1)[/tex3]

[tex3]k=1,23[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]k=1,23[/tex3]

c) [tex3]v = 1,23\cdot (0,5)^2\,(0,1)[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]v = 1,23\cdot (0,5)^2\,(0,1)[/tex3]

[tex3]v = 3,075\cdot 10^{-3}\,\,molL^{-1}s^{-1}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]v = 3,075\cdot 10^{-3}\,\,molL^{-1}s^{-1}[/tex3]

Espero ter ajudado. Abraço;