Físico-Química

Mensagem não lidapor **Joseph** » 29 Set 2014, 21:42 · Mensagem não lida por **Joseph** » 29 Set 2014, 21:42

Os dados informados na tabela indicada a seguir forma obtidos para a reação de amônia a partir de condições experimentais, testados por um grupo de pesquisadores.

[tex3]N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightarrow 2NH_{3(g)}[/tex3]

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De acordo com os dados experimentais, são feitas três afirmações a seguir:
I.A cinética da reação é de segunda ordem em reação ao hidrogênio.
II.A lei da velocidade dessa reação, nas condições apresentadas, é V=[tex3]6,25.10^{2}L^{2}.mol^{-2}.s^{-1}.[N_{2}]^{2}.[H_{2}].[/tex3]
III.A velocidade inicial da reação é igual a 0,5 [tex3]mol.L^{-1}.s^{-1}[/tex3] quando as concentrações iniciais de [tex3]N_{2}[/tex3] e [tex3]H_{2}[/tex3] são iguais a 0,10 mol/L.
Está CORRETO o que se afirma em
a) I, apenas
b) II, apenas
c) III, apenas
d) I e III apenas
e) I, II e III

Resposta

B

Veja, a velocidade $(v)$ da reação pode ser expressa da seguinte forma:
$v=k\cdot \left[N_2_{(g)}\right]^x \cdot \left[H_2_{(g)}\right]^y$ , onde $x \ e y$ ´são as ordens da reação em relação ao $N_2$ e ao $H_2$ respectivamente, e $k$ é o valor da constante da reação. Então:

$13,5=k \cdot (0,30)^x\cdot (0,24)^y$ $(I)$
$1,5=k \cdot (0,10)^x\cdot (0,24)^y$ $(II)$
$4,5=k \cdot (0,30)^x\cdot (0,08)^y$ $(III)$

Se fizermos: $\frac{I}{II}$ , temos:
$\frac{13,5}{1,5}=\frac{k \cdot (0,30)^x \cdot (0,24)^y}{k \cdot (0,10)^x \cdot (0,24)^y}$
$9=3^x \Longleftrightarrow x=2$

Se fizermos: $\frac{I}{III}$ , temos:
$\frac{13,5}{4,5}=\frac{k \cdot (0,30)^x \cdot (0,24)^y}{k \cdot (0,30)^x \cdot (0,08)^y}$
$3=3^y \Longleftrightarrow y=1$

Para acharmos $k$ , tomemos, por exemplo a equação $I$ :
$13,5=k \cdot (0,30)^x\cdot (0,24)^y$
$13,5=k \cdot (0,30)^2\cdot (0,24)^1$
$13,5=k \cdot 0,09 \cdot 0,24$
$k=\frac{13,5}{0,0216}=6,25 \times 10^2$

A expressão da velocidade de reação fica:
$v=6,25 \times 10^2 \cdot \left[N_2_{(g)}\right]^2 \cdot \left[H_2_{(g)}\right]^1$

Ela é de primeira ordem em relação ao hidrogênio e de segunda ordem em relação ao nitrogênio.

Para $[N_2_{(g)}\right]=\left[H_2_{(g)}\right]=0,10 \ mol/\ell$ :
$v=6,25 \times 10^2 \cdot \left[N_2_{(g)}\right]^2 \cdot \left[H_2_{(g)}\right]^1$
$v=6,25 \times 10^2 \cdot \left[0,10]^2 \cdot \left[0,10]^1=0,625 \ mol\cdot\ell^{-1} \cdot s^{-1}$

Espero ter ajudado!

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