Considere a combustão de H2(g) : 2 H2(g)+O2(g) 2 H2 O(g). Se o hidrogênio é queimado à velocidade de 0,85 mol / s, qual é a velocidade de consumo de oxigênio? Qual é a velocidade de formação de vapor de água?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que temos a combustão do hidrogênio gasoso:
2,H2 (g) + O2 (g) longrightarrow 2,H2O (g)
Ele te dá que o H2 está sendo queimado à razão de 0,85 mol/s e pede (1) a velocidade de consumo do O2 e (2) a velocidade de formação do H2O.
Conteúdo aqui é cinética química/estequiometria de velocidades: a gente vai usar a relação de proporção entre os coeficientes estequiométricos para achar as outras velocidades.

Passo 2

Teoria básica: em uma reação balanceada como
aA + bB to cC + dD
a velocidade de reação se define por
v = -1a,d[A]dt = -1b,d[B]dt = +1c,d[C]dt = +1d,d[D]dt,
Em palavras: a variação de cada substância por segundo, dividida pelo seu coeficiente, é a mesma para todo mundo. No nosso caso, os coeficientes são 2 para H2, 1 para O2 e 2 para H2O.

Passo 3

Aplicando isso ao nosso sistema:
Para o H2, a gente tem
v = -12,d[H2]dt = 0,85 mol/s,
(é negativo porque está sendo consumido, mas a “velocidade” costuma se falar em valor positivo).
Queremos a velocidade de consumo de O2. Chamando-a de vO2, vale
vO2 ;=; -11,d[O2]dt,
Mas essa deve ser igual a v, então
vO2 ;=; v ;=; 0,85 mol/sdividido pela razão dos coeficientes12, ã
Mais direto: para cada 2 mol de H2 você usa 1 mol de O2, então
vO2 = 0,85 mol/stimes12 = 0,425 mol/s,

Passo 4

Agora a velocidade de formação de H2O, que a gente chama de vH2O, satisfaz
vH2O = +12,d[H2O]dt = v,
Como 2 mol de H2 geram 2 mol de H2O, a proporção é 1:1. Logo
vH2O = 0,85 mol/stimes22 = 0,85 mol/s,

Resposta

A velocidade de consumo de O2 é 0,425 mol/s e a velocidade de formação de H2O é 0,85 mol/s.

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