Uma amostra de 3,0 g de magnésio metálico pulverizado foi colocada para reagir com 10,00 mL de uma solução de ácido clorídrico
. Foi observado que a massa consumida do metal variou com o tempo. Os dados foram acondicionados na tabela a seguir:
Massa consumida / g | Tempo de reação / min |
---|---|
0,0 | 0 |
0,5 | 1 |
2,0 | 10 |
3,0 | 20 |
Dado:
a) Calcule a velocidade média da reação de consumo de magnésio, em , no intervalo entre i) 0 e 10 minutos e entre ii) 10 e 20 minutos.
b) Considerando os fatores que podem alterar as velocidades das reações químicas, explique a razão da diferença obtida entre as duas velocidades médias calculadas no item anterior.
a) Calcule a velocidade média da reação de consumo de magnésio, em
b) Considerando os fatores que podem alterar as velocidades das reações químicas, explique a razão da diferença obtida entre as duas velocidades médias calculadas no item anterior.
Passo 1
Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação química entre magnésio metálico (Mg) e ácido clorídrico (HCl), onde o Mg é consumido ao longo do tempo. Precisamos calcular a velocidade média dessa reação em dois intervalos de tempo diferentes: de 0 a 10 minutos e de 10 a 20 minutos. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e cinética química, como a conversão de massa para mols e o cálculo de velocidade de reação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender os dados que temos. A massa molar do magnésio (MM Mg) é 24,3 g/mol. A reação consome magnésio e produz íons Mg²⁺. Precisamos converter a massa de magnésio consumida em mols para trabalhar com as unidades de mol L⁻¹ s⁻¹.
Passo 3
Vamos começar calculando a quantidade de mols de magnésio consumidos em cada intervalo de tempo. A fórmula para isso é:
Passo 4
Para o intervalo de 0 a 10 minutos, a massa consumida é 2,0 g. Calculando os mols:
Passo 5
Agora, calculamos o volume da solu��ão de HCl usada. Temos 10,00 mL de uma solução de 2,00 mol/L. Convertendo para litros:
Passo 6
A concentração de HCl é 2,00 mol/L, então a quantidade de mols de H⁺ presentes é:
Passo 7
Agora, para calcular a velocidade média da reação, usamos a fórmula:
Onde ΔConcentração é a variação de mols por litro, e ΔTempo é o intervalo de tempo em segundos.
Passo 8
Vamos calcular a velocidade média para o intervalo de 0 a 10 minutos. Primeiro, convertemos 10 minutos para segundos:
Passo 9
A variação de mols é 0,0823 mol em 0,01000 L. Então, a variação de concentração é:
Passo 10
Agora, calculamos a velocidade média:
Passo 11
Para o intervalo de 10 a 20 minutos, a massa consumida aumenta de 2,0 g para 3,0 g, ou seja, 1,0 g em 10 minutos. Convertendo para mols:
Passo 12
Convertendo 10 minutos para segundos:
Passo 13
A variação de concentração é:
Passo 14
Calculamos a velocidade média para esse intervalo:
Resposta
A velocidade média da reação de consumo de magnésio é aproximadamente
no intervalo de 0 a 10 minutos e
no intervalo de 10 a 20 minutos.
Exercícios relacionados
De acordo com o Princípio de Le Chatelier, o sistema ao ser perturbado tem uma tendência a reestabelecer o equilíbrio. Indique o que ocorrerá com o sistema em cada situação:
a) Adição de ao sistema.
b) Adição de ao sistema.
c) Remoção de do sistema.
d) Diminuição isotérmica do volume do recipiente.
e) Aumento da temperatura.
f) Aumento isotérmico do volume do recipiente.
g) Adição de gás He sem alteração de volume.
a) Adição de
b) Adição de
c) Remoção de
d) Diminuição isotérmica do volume do recipiente.
e) Aumento da temperatura.
f) Aumento isotérmico do volume do recipiente.
g) Adição de gás He sem alteração de volume.
Um técnico de laboratório transferiu 10,00 mL de solução de
com concentração 1,80
a um tubo de ensaio, adicionou a esse tudo de ensaio um volume de
de solução de
com concentração 2,30 mol/L, filtrou, separou, secou e pesou o precipitado formado.
Com base nestas informações e considerando 100% de rendimento para reação determine:
a) O reagente limitante.
b) A variação de massa de precipitado considerando a adição de um volume de solução de nitrato de prata igual a 20,00 mL.
c) O volume da solução do reagente em excesso que deveria ter sido usada para que não houvesse excesso de nenhum dos reagentes.
Com base nestas informações e considerando 100% de rendimento para reação determine:
a) O reagente limitante.
b) A variação de massa de precipitado considerando a adição de um volume de solução de nitrato de prata igual a 20,00 mL.
c) O volume da solução do reagente em excesso que deveria ter sido usada para que não houvesse excesso de nenhum dos reagentes.
Tubo de <br> ensaio | Reagentes adicionados | Resultados observados |
---|---|---|
1 | Prego
|
Formação de gás, formação de <br> precipitado escuro, formação de <br> coloração verde e consumo total do <br> prego |
2 | Prego
|
Pouca alteração na superfície do <br> prego após uma semana. |
a) Que gás formou-se na reação do tubo 1?
b) No processo de corrosão do prego, o ferro sofre oxidação ou redução? Justifique e apresente a semi-reação correspondente.
c) Por que o prego não sofreu corrosão em contato com o concentrado?
d) O que ocorreria se fosse promovida uma adição cuidadosa de água ao sistema do frasco 2?
b) No processo de corrosão do prego, o ferro sofre oxidação ou redução? Justifique e apresente a semi-reação correspondente.
c) Por que o prego não sofreu corrosão em contato com o
d) O que ocorreria se fosse promovida uma adição cuidadosa de água ao sistema do frasco 2?
a) Explique por que a solução final apresentou coloração rósea.
b) Qual será o efeito da adição de ácido clorí́drico concentrado ao sistema no que se refere à coloração da solução final.
c) Qual será o efeito da adição de hidróxido de sódio concentrado ao sistema no que se refere à coloração da solução final.
b) Qual será o efeito da adição de ácido clorí́drico concentrado ao sistema no que se refere à coloração da solução final.
c) Qual será o efeito da adição de hidróxido de sódio concentrado ao sistema no que se refere à coloração da solução final.