Considere a reação N2(g) + 3H2(g) —> 2NH3(g) Suponha que, em um determinado instante durante a reação, o hidrogênio molecular reage a uma velocidade de 0,074 M/s.
(a) A que velocidade se forma a amônia?
(b) A que velocidade reage o nitrogênio molecular?
(a) A que velocidade se forma a amônia?
(b) A que velocidade reage o nitrogênio molecular?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Esse exercício é sobre cinética química, que estuda como as reações químicas acontecem no tempo, ou seja, quais são as velocidades com que os reagentes se transformam em produtos. A gente tem a reação:
Sabemos que o hidrogênio molecular (
) está reagindo a uma velocidade de 0,074 M/s. Nosso objetivo é descobrir:
a) A velocidade com que a amônia (
) está sendo formada.
b) A velocidade com que o nitrogênio molecular (
) está reagindo.
Vamos precisar usar os coeficientes estequiométricos da reação para relacionar essas velocidades.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar para os coeficientes da reação balanceada:
Isso significa que 1 mol de
reage com 3 mols de
para formar 2 mols de
. Esses números vão nos ajudar a relacionar as velocidades das diferentes substâncias.
Passo 3
A gente sabe que a velocidade da reação está diretamente relacionada aos coeficientes estequiométricos. A fórmula geral para relacionar as velocidades dos reagentes e produtos é:
Onde:
-
, , são os coeficientes estequiométricos. -
é a variação da concentração da substância A no tempo.
No nosso caso:
- A é
com - B é
com - C é
com
Passo 4
Vamos resolver a parte (a): Qual a velocidade de formação da amônia (
)?
Usando a relação das velocidades:
Substituindo a velocidade dada:
Passo 5
Calculando:
Passo 6
Agora, vamos resolver a parte (b): Qual a velocidade de reação do nitrogênio (
)?
Usando a mesma relação:
O sinal negativo indica que
está sendo consumido.
Substituindo a velocidade:
Passo 7
Calculando:
Resposta
(a) A amônia (
) está sendo formada a uma velocidade de aproximadamente
.
(b) O nitrogênio (
) está reagindo a uma velocidade de aproximadamente
.