Na reação: NO₂ (g) + CO (g) ⇒ CO₂ (g) + NO (g) a lei cinética é de segunda ordem em relação ao dióxido de nitrogênio e de ordem zero em relação ao monóxido de carbono. Quando, simultaneamente, dobrar-se a concentração do dióxido de nitrogênio e reduzir-se a concentração de monóxido de carbono pela metade, a velocidade da reação:
a-) será reduzida a um quarto do valor anterior.
b-) será reduzida a metade do valor anterior.
c-) não se alterará.
d-) duplicará.
e-) aumentará por um fator de 4 vezes.

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Nós temos uma reação química onde o dióxido de nitrogênio (NO₂) reage com o monóxido de carbono (CO) formando dióxido de carbono (CO₂) e óxido nítrico (NO). A pergunta quer saber como a velocidade da reação muda quando a concentração de NO₂ dobra e a concentração de CO é reduzida pela metade. Para resolver isso, vamos usar a lei cinética da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar da lei cinética geral para uma reação:
Velocidade = k cdot [A]^m cdot [B]^n
onde:
- $ k $ é a constante da reação,
- $ [A] $ e $ [B] $ são as concentrações dos reagentes,
- $ m $ e $ n $ são as ordens da reação em relação a cada reagente.

Passo 3

De acordo com o enunciado, a reação é de segunda ordem em relação ao dióxido de nitrogênio (NO₂) e de ordem zero em relação ao monóxido de carbono (CO). Isso significa que:
m = 2
n = 0
Então, a lei cinética para essa reação fica:
Velocidade = k cdot [NO₂]^2 cdot [CO]^0

Passo 4

Como qualquer número elevado a zero é 1, $ [CO]^0 = 1 $. Portanto, a equação simplifica para:
[CO]^0 = 1

Passo 5

Agora, vamos analisar o que acontece quando a concentração de NO₂ dobra e a concentração de CO é reduzida pela metade:
  • Nova concentração de NO₂: $ 2 \cdot [NO₂] $
  • Nova concentração de CO: $ \frac{1}{2} \cdot [CO] $

Passo 6

Substituindo essas novas concentrações na equação da velocidade:
Nova Velocidade = k cdot (2 cdot [NO₂])^2 cdot (12 cdot [CO])^0

Passo 7

Calculando os termos:
(2 cdot [NO₂])^2 = 4 cdot [NO₂]^2
(12 cdot [CO])^0 = 1
Então:
Nova Velocidade = k cdot 4 cdot [NO₂]^2 cdot 1 = 4 cdot k cdot [NO₂]^2

Passo 8

Comparando com a velocidade inicial:
Velocidade Inicial = k cdot [NO₂]^2
Nova Velocidade = 4 cdot Velocidade Inicial

Resposta

A velocidade da reação aumentará por um fator de 4 vezes.
Alternativa e) aumentará por um fator de 4 vezes.

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