Dada a reação
Fe^2++14 O2+52 H2 O Fe(OH)3+2 H^+
Determine as taxas de consumo de oxigênio e de água, bem como de produção de hidróxido de ferro quando a taxa de consumo de ferro ferroso é de 5 times 10^-5 mol / L. s

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no exercício que você trouxe! A gente tem uma reação química onde íons de ferro (Fe²⁺) reagem com oxigênio (O₂) e água (H₂O) para formar hidróxido de ferro (Fe(OH)₃) e íons de hidrogênio (H⁺). A pergunta é: se a taxa de consumo de Fe²⁺ é de 5 times 10^-5 mol/L·s, qual é a taxa de consumo de oxigênio e água, e a taxa de produção de hidróxido de ferro? Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria e taxas de reação.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para a equação química balanceada:
Fe^2+ + 14 O2 + 52 H2 O Fe(OH)3 + 2 H^+
Cada coeficiente na equação nos mostra a proporção em que as substâncias reagem ou são produzidas. Isso é super importante para calcular as taxas de consumo e produção.

Passo 3

Sabemos que a taxa de consumo de Fe²⁺ é 5 times 10^-5 mol/L·s. Vamos chamar essa taxa de -d[Fe^2+]dt = 5 times 10^-5 mol/L·s. O sinal negativo indica que o Fe²⁺ está sendo consumido.

Passo 4

Para encontrar a taxa de consumo de O₂, olhamos para o coeficiente de O₂ na reação, que é 14. Isso significa que para cada mol de Fe²⁺ consumido, 14 mol de O₂ é consumido. Então, a taxa de consumo de O₂ ( -d[O2]dt) será:
-d[O2]dt = 14 times 5 times 10^-5 = 1,25 times 10^-5 , mol/L·s

Passo 5

Agora, vamos para a água (H₂O). O coeficiente é 52, então para cada mol de Fe²⁺ consumido, 52 mol de H₂O é consumido. Assim, a taxa de consumo de H₂O ( -d[H2O]dt) é:
-d[H2O]dt = 52 times 5 times 10^-5 = 1,25 times 10^-4 , mol/L·s

Passo 6

Por último, vamos encontrar a taxa de produção de Fe(OH)₃. O coeficiente é 1, então para cada mol de Fe²⁺ consumido, 1 mol de Fe(OH)₃ é produzido. Portanto, a taxa de produção de Fe(OH)₃ ( d[Fe(OH)3]dt) é igual à taxa de consumo de Fe²⁺:
d[Fe(OH)3]dt = 5 times 10^-5 , mol/L·s

Resposta

As taxas são:
  • Consumo de oxigênio: 1,25 times 10^-5 mol/L·s
  • Consumo de água: 1,25 times 10^-4 mol/L·s
  • Produção de hidróxido de ferro: 5 times 10^-5 mol/L·s

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