Se 1,00 grama de HgO estiver presente inicialmente, quanto tempo levará para produzir
de
nas CNTP, sabendo que nessa temperatura o
.
Passo 1
Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos a reação de decomposição do óxido de mercúrio (HgO) que produz mercúrio líquido (Hg) e oxigênio gasoso (O₂). A pergunta é: quanto tempo levará para que, a partir de 1,00 grama de HgO, sejam produzidos 10,0 mL de O₂ nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP). Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria e cinética química, especialmente a cinética de primeira ordem, já que foi fornecida uma constante de velocidade (k).
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantas mols de HgO temos inicialmente. A massa molar do HgO é a soma das massas molares do mercúrio (Hg) e do oxigênio (O).
Agora, calculamos as mols de HgO:
Passo 3
Em seguida, vamos converter o volume de O₂ produzido (10,0 mL) para mols usando as CNTP. Nas CNTP, 1 mol de gás ocupa 22,4 litros (ou 22400 mL).
Passo 4
Observamos a estequiometria da reação:
Isso significa que para cada mol de HgO que se decompõe, produz-se meio mol de O₂. Portanto, a quantidade de HgO que se decompôs é o dobro das mols de O₂ produzidos.
Passo 5
Vamos determinar a fração de HgO que se decompôs em relação ao total inicial.
Passo 6
Como a reação segue cinética de primeira ordem, usamos a equação:
Onde:
-
é a concentração inicial de HgO. -
é a concentração restante de HgO. -
é a constante de velocidade. -
é o tempo.
Primeiro, calculamos
:
Então, substituímos na equação:
Passo 7
Agora, isolamos o tempo
:
Convertendo para minutos:
Resposta
Levará aproximadamente 5,96 minutos para produzir 10,0 mL de
a partir de 1,00 grama de
nas CNTP.
Exercícios relacionados
Escreva a velocidade da reação em função das derivadas das espécies envolvidas com relação ao tempo e a lei de velocidades.
Considere o problema de valor inicial (veja o Exemplo 5)
em que
.
a. Resolva o problema de valor inicial.
a. Resolva o problema de valor inicial.
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3,5 | 10,0 | 16,7 | 25,7 | 33,5 | 39,2 |
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101 | 136 | 153 | 162 | 165 | 166 |
Prove que essa adsorção segue o modelo de Langmuir e calcule
e K .
Determine as ordens de reação com relação aos reagentes e a constante cinética a partir da Tabela 1.
Tabela 1: Velocidade da reação em função de várias concentrações dos reagentes A e B.
Tabela 1: Velocidade da reação em função de várias concentrações dos reagentes A e B.
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0,1 | 0,1 |
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0,2 | 0,1 |
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0,4 | 0,1 |
|
0,2 | 0,2 |
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(Resp.:
, ordem de
e ordem de
)