A decomposição térmica da fosfina
em fósforo
e hidrogênio molecular é uma reação de primeira ordem. A meia-vida da reação é
a
. (b) o tempo necessário para a decomposição de
da fosfina.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a decomposição térmica da fosfina (
) em fósforo (
) e hidrogênio molecular. Essa reação é de primeira ordem, o que significa que a velocidade da reação depende apenas da concentração da fosfina. A gente sabe que o tempo de meia-vida dessa reação é de 35 segundos a 680°C. Nosso objetivo aqui é descobrir quanto tempo leva para 95% da fosfina se decompor.
Passo 2
Primeiro, vamos relembrar o que significa uma reação de primeira ordem. Nessa classe de reação, a relação entre a concentração do reagente e o tempo é dada pela equação:
Onde:
-
é a concentração inicial da fosfina. -
é a concentração da fosfina após o tempo . -
é a constante de taxa da reação. -
é o tempo.
Passo 3
Sabemos o tempo de meia-vida (
), que para reações de primeira ordem é relacionado à constante de taxa
pela fórmula:
Vamos usar essa relação para encontrar o valor de
. Substituindo
:
Calculando
:
Passo 4
Agora, queremos saber o tempo necessário para que 95% da fosfina se decomponha. Isso significa que restará apenas 5% da concentração inicial. Vamos usar novamente a equação de primeira ordem:
Simplificando:
Calculando
:
Então:
Resposta
O tempo necessário para a decomposição de 95% da fosfina é aproximadamente 151,3 segundos.
Exercícios relacionados
A dimerização do tetrafluoroetileno
a
processa-se de acordo com a seguinte lei de velocidade:
. A) 0,80 mols de
é injetado em uma câmera de reação de
a
. Quanto restará de
após 1 hora?
Os dados para a reação
(I) são dados na Tabela a seguir
Experimento |
|
|
Velocidade inicial M/mim |
---|---|---|---|
1 | 0,00030 | 0,00040 | 0,0020 |
2 | 0,00030 | 0,00080 | 0,0080 |
3 | 0,00090 | 0,00040 | 0,0060 |
4 |
|
0,00033 | 0,0020 |
c) Qual a concentração de
no Experimento 4?
Os dados para a reação
(I) são dados na Tabela a seguir
Experimento |
|
|
Velocidade inicial M/mim |
---|---|---|---|
1 | 0,00030 | 0,00040 | 0,0020 |
2 | 0,00030 | 0,00080 | 0,0080 |
3 | 0,00090 | 0,00040 | 0,0060 |
4 |
|
0,00033 | 0,0020 |
a) Qual a lei de velocidade para esta reação?
A decomposição do peróxido de hidrogênio é uma forma de obtenção de oxigênio:
Esta é uma reação de primeira ordem com uma constante de velocidade de 0,0410
. (a) Se no início da decomposição houver
de
, qual será sua concentração após 30 minutos?