Seja a reação elementar em fase gasosa
2 N2 O5 2 N2 O4+O2
O reator foi alimentado por uma mistura de gases contendo 15 % de gás inerte com temperatura de 550^circ C
e 12,5 atm. Calcule a taxa de consumo do reagente quando a concentração deste chegar a 0,05 mol / L.
É dado que a constante dos gases é 0,082 L atm / mol. K e a constante cinética é 0,8 L / mol.min

Passo 1

Beleza, vamos resolver este exercício juntos! A gente tem uma reação química em fase gasosa e precisa calcular a taxa de consumo do reagente quando a concentração dele chega a . Para isso, vamos usar conceitos de cinética química e leis dos gases. Precisamos entender a fórmula da taxa de reação e como aplicar a constante cinética fornecida.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a taxa de consumo de um reagente em uma reação pode ser calculada usando a equação da taxa. Para uma reação geral:
aA + bB produtos
A taxa de consumo de -d[A]dt = k[A]^n é dada por:
2 N2O5 2 N2O4 + O2
Onde:
  • -d[N2O5]dt = k[N2O5]^1 é a concentração do reagente ,
  • é a constante cinética,
  • é a ordem da reação em relação a .
No nosso caso, a reação é:
Então, a taxa de consumo de será:
Considerando que a reação é de primeira ordem em relação a .

Passo 3

Agora, vamos identificar os valores conhecidos:
  • Constante cinética, -d[N2O5]dt = 0,8 times 0,05
  • Concentração de ,
Com esses valores, podemos substituir na equação da taxa:

Passo 4

Vamos fazer a multiplicação para encontrar a taxa de consumo:
0,8 times 0,05 = 0,04 , mol/L·min
Portanto, a taxa de consumo de é .

Resposta

A taxa de consumo do reagente quando a concentração dele atinge é de .

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