Uma reação de primeira ordem está
completa em 50 min . Qual será a concentração no final dos outros 50 min , ou seja, no tempo total de 100 min se a concentração inicial do reagente é
?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre uma reação de primeira ordem que está 25% completa em 50 minutos. A gente precisa descobrir qual será a concentração final depois de mais 50 minutos (totalizando 100 minutos), sabendo que a concentração inicial é
. Para resolver, vamos usar a cinética química de primeira ordem, que descreve como a concentração de um reagente muda com o tempo.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a equação da cinética de primeira ordem. Ela é dada por:
Onde:
-
é a concentração no tempo , -
é a concentração inicial, -
é a constante de velocidade, -
é o tempo, -
é a base do logaritmo natural.
Essa equação nos mostra que a concentração diminui exponencialmente ao longo do tempo.
Passo 3
Vamos usar as informações dadas para encontrar a constante
. Sabemos que 25% da reação está completa em 50 minutos, ou seja, 75% da concentração inicial permanece.
Então, podemos escrever:
Dividindo ambos os lados por
:
Agora, aplicamos o logaritmo natural em ambos os lados para resolver para
:
Calculando
:
Então:
Passo 4
Agora que temos a constante
, vamos calcular a concentração após 100 minutos usando a mesma equação da cinética de primeira ordem:
Substituindo os valores:
Calculando
:
Então:
Resposta
A concentração final após 100 minutos é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Uma reação de segunda ordem do tipo
foi conduzida em uma solução que inicialmente era de
em A e
. Depois de
concentração de A caiu para
.
(a) Calcule a constante de velocidade;
(b) Qual é a meia-vida dos reagentes?
(a) Calcule a constante de velocidade;
(b) Qual é a meia-vida dos reagentes?
Para a reação química
Considere os dados experimentais do quadro abaixo e, fazendo uso do método de velocidades iniciais, determine:
(a) ordem ;
(b) ordem ;
© as constantes de velocidade, , para cada experimento e, então, a constante de velocidade média (média aritmética) resultante dos três experimentos.
(a) ordem
(b) ordem
© as constantes de velocidade,
Experimento |
|
|
|
---|---|---|---|
1 | 1,15 | 1,15 |
|
2 | 1,72 | 1,15 |
|
3 | 1,15 | 2,30 |
|
Temos o metal ferro confinado em uma pequena cela com um pequeno orifício de diâmetro
. A uma temperatura de 2050 K , a pressão de vapor do Fe dentro da cela é de 1,0 mmHg. Calcule a velocidade de efusão dos átomos de ferro (ou número de átomos de ferro) que efundem através do orifício por segundo. OBS.: 1atm
.
Para uma dada reação, o valor da constante de velocidade é
. Transforme o valor da constante de velocidade para:
(a) moléculas
(b)
© moléculas
(a)
(b)
©