H2 O2(a q)+3^- (a q)+2 H^+ (a q) I3(a q)^-+2 H2 O(l)
Nos primeiros 10 s de reação, a concentração de l- caiu de 1,000 mol L^-1 para 0,868 mol L^-1. Determine:
a. A velocidade média de reação nesse intervalo de tempo.
b. De, nesse intervalo de tempo.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente está lidando com cinética química, que estuda a velocidade das reações químicas. Aqui, temos uma reação onde a concentração de uma substância (no caso, ) está diminuindo em um certo tempo. Precisamos calcular:
a. A velocidade média dessa reação nos primeiros 10 segundos.
b. A taxa de variação da concentração de nesse mesmo intervalo de tempo.
Para isso, vamos precisar usar conceitos de variação de concentração e sua relação com o tempo, além de entender a relação estequiométrica entre as substâncias na reação.

Passo 2

Vamos começar com a velocidade média da reação. A velocidade média é calculada pela variação da concentração de uma das espécies envolvidas dividida pelo intervalo de tempo considerado.
A fórmula é:
vmédia = Deé
Onde:
  • é a variação na concentração de .
  • é o intervalo de tempo (10 segundos, nesse caso).

Passo 3

Vamos calcular De:
A concentração de caiu de 1,000 mol/L para 0,868 mol/L.
Então:
O sinal negativo indica que a concentração está diminuindo.

Passo 4

Agora, usando a fórmula da velocidade média:
vmédia = -0,132 , mol/L10 , s = -0,0132 , mol , L^-1 , s^-1 é
O sinal negativo confirma que a concentração de está diminuindo ao longo do tempo.

Passo 5

Agora vamos para a parte b, que pede para determinar H2O2 , (aq) + 3 I^- , (aq) + 2 H^+ , (aq) I3^- , (aq) + 2 H2O , (l) . Para isso, precisamos olhar a estequiometria da reação.
A equação balanceada é:
Isso nos mostra que para cada 1 mol de formado, 2 mols de são consumidos.

Passo 6

Já sabemos a variação de De:
De
Usando a proporção da equação balanceada, para cada 1 mol de consumido, 2 mols de são consumidos. Então:

Passo 7

Agora, calculamos a taxa de variação de De em relação ao tempo:

Resposta

a. A velocidade média de reação nos primeiros 10 segundos é -0,0132 mol·L⁻¹·s⁻¹.
b. nesse intervalo de tempo é -0,0264 mol·L⁻¹·s⁻¹.

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