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.
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:
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:
Então, a lei cinética para essa reação fica:
Passo 4
Como qualquer número elevado a zero é 1, $ [CO]^0 = 1 $. Portanto, a equação simplifica para:
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:
Passo 7
Calculando os termos:
Então:
Passo 8
Comparando com a velocidade inicial:
Resposta
A velocidade da reação aumentará por um fator de 4 vezes.
Alternativa e) aumentará por um fator de 4 vezes.