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1 EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO - Conteúdo: Cinética química Profa. Ana Carolina Abrantes Q1) A amônia é produzida industrialmente a partir do gás nitrogênio (N2) e do gás hidrogênio (H2), segundo a equação: N2(g) + 3H2 2NH3(g) Em uma determinada experiência, a velocidade média de consumo do gás hidrogênio foi de 120 gramas por minuto. A velocidade de formação do gás amônia, nessa experiência, em mols por minuto será de: O dado fornecido pelo exercício, além da equação balanceada, é a velocidade média de consumo de H2: vH2 = - 120 g/min O sinal negativo refere-se ao consumo. Questiona-se qual a velocidade de formação da amônia, em mols/minuto. Pontos a destacar: 1) A informação dada é de um composto e a pergunta de outro. A correlação entre eles deverá ser feita pela equação balanceada da reação. Por isso, é sempre bom verificar se a equação fornecida está balanceada (as quantidades de cada elemento nos reagentes e nos produtos devem ser iguais). 2) A velocidade fornecida é em massa, enquanto que a pergunta é em mols. Precisaremos fazer a conversão de massa para mol usando a massa molecular dos compostos. Iniciando: Temos a equação abaixo balanceada em número de mols. N2(g) + 3H2 2NH3(g) 1 mol 3 mols 2 mols Ou seja, 1 mol de N2 reage com 3 mols de H2 produzindo 2 mols de NH3. A velocidade de consumo do H2 é de 120 g/min. Precisamos transformar esta velocidade para mols para podermos utilizar a equação balanceada na correlação com a amônia. A massa molecular do H2 é 2 g/mol (cada hidrogênio tem massa atômica de 1 g/mol). Portanto, 2 g correspondem a 1 mol de H2. Fazendo uma regra de três direta conseguimos saber quantos mols correspondem a 120 g/min de H2. 2 g 1 mol 120 g/min x 2x = 120 x = 120/2 x = 60 mols/min 2 Voltando para a equação da reação: N2(g) + 3H2 2NH3(g) 1 mol 3 mols 2 mols 60 mols/min y Resolvendo uma nova regra de três direta temos: 3y = 120 y = 120/3 y = 40 mols/min Reposta: A velocidade de formação do gás amônia é de 40 mols/min. Q2) A degradação do N2O5 está representada pela equação abaixo: 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g) Considerando que 552 g de NO2 são formados em 1 min, qual é a velocidade média de formação de O2 em mols/s? O dado fornecido pelo exercício, além da equação balanceada, é a velocidade média de formação do NO2: VNO2 = 552 g/min Questiona-se qual a velocidade média de formação da O2, em mols/s. Pontos a destacar: 1) A informação dada é de um composto e a pergunta de outro. A correlação entre eles deverá ser feita pela equação balanceada da reação. Por isso, é sempre bom verificar se a equação fornecida está balanceada (as quantidades de cada elemento nos reagentes e nos produtos devem ser iguais). 2) A velocidade fornecida é em massa, enquanto que a pergunta é em mols. Precisaremos fazer a conversão de massa para mol usando a massa molecular dos compostos. 3) A grandeza de tempo entre as velocidades fornecida e questionada também é diferente e será necessário fazer a conversão. Iniciando: Temos a equação abaixo balanceada em número de mols. 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g) 2 mols 4 mols 1 mols Ou seja, a degradação de 2 mols de N2O5 forma 4 mols de NO2 e 1 mol de O2. A velocidade de formação do NO2 é de 552 g/min. Precisamos transformar esta velocidade para mols para podermos utilizar a equação balanceada na correlação com o O2. A massa molecular do NO2 é 46 g/mol (N = 14 g/mol e O = 16 g/mol). Portanto, 46 g correspondem a 1 mol de NO2. 3 Fazendo uma regra de três direta conseguimos saber quantos mols correspondem a 552 g/min de NO2. 46 g 1 mol 552 g/min x 46x = 552 x = 552/46 x = 12 mols/min Voltando para a equação da reação: 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g) 2 mols 4 mols 1 mols 12 mols/min y Resolvendo uma nova regra de três direta temos: 4y = 12 y = 12/4 y = 3 mols/min Encontramos a velocidade de formação de O2 em mols/min, mas a pergunta foi em mols/s, então: 3 mols 60 s (1 min) z 1s 60z = 3 z = 3/60 z = 0,05 mols/s Reposta: A velocidade de formação do O2 é de 0,05 mols/s.
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