IME/ITA ⇒ (ITA 2017) Lei das Velocidades Tópico resolvido

[beelam]

ITA 2017 - Considere que a decomposição do N₂O₅ representada pela equação química global:

2 N₂O₅ → 4 NO₂+O₂,

apresente lei de velocidade de primeira ordem. No instante inicial da reação, a concentração de N₂O₅ é de 0,10 mol [tex3]\cdot[/tex3]

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[tex3]\cdot[/tex3]

L^-1 e a velocidade de consumo desta espécie é de 0,022 mol [tex3]\cdot[/tex3]

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[tex3]\cdot[/tex3]

L^-1 [tex3]\cdot[/tex3]

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[tex3]\cdot[/tex3]

min^-1. Assinale a opção que apresenta o valor da constante de velocidade da reação global.

A) 0,0022
B) 0,011
C) 0,022
D) 0,11
E) 0,22

Resposta

---

D)

Olá professor, eu fiz essa questão pensando que se a reação é de primeira ordem a concentração do N2O5 ficaria elevada a 1. Logo, eu fiz a velocidade de 0,022 dividido pela concentração 0,10. Encontrei um valor de 0,22. Mas no gabarito está dando 0,11 Pode me ajudar?

[MateusQqMD]

Olá, Beelam

A lei de velocidade da reação é [tex3]\text{V}_{\text{reação}} = \text{k} \cdot \[ \text{N}_2\text{O}_5 \][/tex3]

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[tex3]\text{V}_{\text{reação}} = \text{k} \cdot \[ \text{N}_2\text{O}_5 \][/tex3]

Mas, da reação química, podemos escrever:

[tex3]\text{V}_{\text{reação}} = \frac{1}{2} \text{V}_{\text{consumo} \, \text{N}_2\text{O}_5} \,\,\,\, \Rightarrow \,\,\,\, \text{V}_{\text{reação}} = \frac{1}{2} 0,022 \, \text{mol/} \text{L} \cdot \text{min}[/tex3]

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[tex3]\text{V}_{\text{reação}} = \frac{1}{2} \text{V}_{\text{consumo} \, \text{N}_2\text{O}_5} \,\,\,\, \Rightarrow \,\,\,\, \text{V}_{\text{reação}} = \frac{1}{2} 0,022 \, \text{mol/} \text{L} \cdot \text{min}[/tex3]

Daí,

[tex3]\frac{1}{2} 0,022 \, \text{mol/} \text{L} \cdot \text{min} = \text{k} \cdot \[ \text{N}_2\text{O}_5 \] \,\,\,\, \Rightarrow \,\,\, \frac{1}{2} 0,022 \, \text{mol/} \text{L} \cdot \text{min} = \text{k} \cdot 0,10 \, \text{mol/L} [/tex3]

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[tex3]\frac{1}{2} 0,022 \, \text{mol/} \text{L} \cdot \text{min} = \text{k} \cdot \[ \text{N}_2\text{O}_5 \] \,\,\,\, \Rightarrow \,\,\, \frac{1}{2} 0,022 \, \text{mol/} \text{L} \cdot \text{min} = \text{k} \cdot 0,10 \, \text{mol/L} [/tex3]

[tex3]\,\,\,\, \therefore \,\,\,\, \text{k} = 0,11 \, \text{min}^{-1}.[/tex3]

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[tex3]\,\,\,\, \therefore \,\,\,\, \text{k} = 0,11 \, \text{min}^{-1}.[/tex3]

[beelam]

Por que multiplicou a Velocidade por 1/2 ?

[MateusQqMD]

A velocidade da reação é o módulo da velocidade de consumo de um dos reagentes, ou da velocidade de formação de um dos produtos, dividido pelo coeficiente da substância na reação quando corretamente balanceada:

[tex3]\text{V}_{\text{reação}} = \left | - \frac{\text{V}_{\text{N}_2\text{O}_5 }}{2} \right | = \left |+ \frac{\text{V}_{\text{N}\text{O}_2 }}{4} \right | = \left |+ \frac{\text{V}_{\text{O}_2 }}{1} \right |[/tex3]

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[tex3]\text{V}_{\text{reação}} = \left | - \frac{\text{V}_{\text{N}_2\text{O}_5 }}{2} \right | = \left |+ \frac{\text{V}_{\text{N}\text{O}_2 }}{4} \right | = \left |+ \frac{\text{V}_{\text{O}_2 }}{1} \right |[/tex3]

[Lars]

Salve galerinha, não consegui entender a multiplicação por 1/2.
Pq no caso seria dividido pelo coeficiente? Não seria dividir variação da concentração pelo intervalo de tempo?
Abração

[Ósmio]

Lars,

Revise essa parte de cinética. Quando eu tenho essa reação cuja velocidade é 2mol/L×s, por exemplo, quanto será a taxa de decomposição do N2O5? Perceba que ele será o dobro da velocidade da reação porque são consumidos 2mol de N2O5 para cada mol de oxigênio formado (coeficiente estequiométrico de 1), por exemplo. Assim, se a cada segundo são formados 2mol/l de O2, serão consumidos 4mol/l de N2O5. Por isso, a velocidade da reação será METADE da velocidade de decomposição do pentóxido e esse é o motivo de dividirmos por 2 na igualdade.

[Lars]

Ósmio, obrigado pelo esclarecimento mestre.