Determine as equações de velocidades médias relativas de desaparecimento de reagentes e formação de produtos para cada uma das seguintes reações:
a)
b)
c)
d)
.
a)
b)
c)
d)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para determinarmos as equações das velocidades médias relativas de desaparecimento dos reagentes e formação dos produtos para cada reação química listada. Isso faz parte da matéria de Cinética Química, que estuda como as reações ocorrem e a velocidade com que acontecem. Para resolver, vamos usar os coeficientes estequiométricos das equações químicas para relacionar as taxas de desaparecimento e formação das substâncias envolvidas.
Passo 2
Vamos começar com a primeira reação:
a)
Nessa equação, 2 moléculas de ozônio (
) se transformam em 3 moléculas de oxigênio (
). A velocidade da reação está relacionada à taxa com que os reagentes desaparecem e os produtos aparecem.
Passo 3
Para relacionar as velocidades, usamos os coeficientes estequiométricos:
Aqui,
representa a taxa de desaparecimento de ozônio, e
representa a taxa de formação de oxigênio.
Passo 4
Agora, a segunda reação:
b)
Aqui, 2 moléculas de HOF se transformam em 2 moléculas de HF e 1 molécula de $ \mathrm{O}_{2} $. Vamos relacionar as taxas de desaparecimento e formação.
Passo 5
Aplicando os coeficientes:
Isso significa que a taxa de desaparecimento de HOF é metade da taxa de formação de HF e igual à taxa de formação de $ \mathrm{O}_{2} $.
Passo 6
Terceira reação:
c)
Nesta reação, 2 moléculas de NO e 1 molécula de $ \mathrm{Br}_{2} $ formam 2 moléculas de NOBr. Vamos expressar as taxas.
Passo 7
Usando os coeficientes:
Ou seja, a taxa de desaparecimento de NO é metade da taxa de desaparecimento de $ \mathrm{Br}_{2} $ e igual à metade da taxa de formação de NOBr.
Passo 8
Última reação:
d)
Aqui, 1 molécula de $ \mathrm{N}{2} $ e 3 moléculas de $ \mathrm{H}{2} $ se transformam em 2 moléculas de $ \mathrm{NH}_{3} $. Vamos determinar as velocidades.
Passo 9
Aplicando os coeficientes:
Isso indica que a taxa de desaparecimento de $ \mathrm{N}{2} $ é igual a um terço da taxa de desaparecimento de $ \mathrm{H}{2} $ e igual à metade da taxa de formação de $ \mathrm{NH}_{3} $.
Resposta
As equações das velocidades médias relativas são:
a) $ Velocidade = -\frac{1}{2} \frac{d[\mathrm{O}{3}]}{dt} = \frac{1}{3} \frac{d[\mathrm{O}{2}]}{dt} $
b) $ Velocidade = -\frac{1}{2} \frac{d[\mathrm{HOF}]}{dt} = \frac{1}{2} \frac{d[\mathrm{HF}]}{dt} = \frac{d[\mathrm{O}_{2}]}{dt} $
c) $ Velocidade = -\frac{1}{2} \frac{d[\mathrm{NO}]}{dt} = -\frac{d[\mathrm{Br}_{2}]}{dt} = \frac{1}{2} \frac{d[\mathrm{NOBr}]}{dt} $
d) $ Velocidade = -\frac{d[\mathrm{N}{2}]}{dt} = -\frac{1}{3} \frac{d[\mathrm{H}{2}]}{dt} = \frac{1}{2} \frac{d[\mathrm{NH}_{3}]}{dt} $