Considere a equação :
Admita que a formação do
tem uma velocidade média constante igual a
. A massa de
, em gramas, formada em 1 hora, é: Dados: massa atômica do carbono 12 uma; Oxigênio =16 uma; nitrogênio= 14 uma.
R: 528 g
R: 528 g
Passo 1
O enunciado pede para calcular a massa de
formada em 1 hora, sabendo que a formação de
ocorre com velocidade média constante igual a
. As informações relevantes que temos são:
- Equação química:
. - Velocidade média de formação:
. - Período de tempo:
. - Massas atômicas:
.
A pergunta é: qual a massa, em gramas, deformada em 1 hora (considerando as unidades dadas de velocidade)?
Passo 2
Entendendo como converter velocidade de formação entre espécies usando estequiometria. Para uma reação genérica
as velocidades de consumo/formação das espécies relacionam-se pela estequiometria:
Aqui
é a variação da concentração de
por unidade de tempo (por exemplo,
). Isso significa que as taxas de formação são proporcionais aos coeficientes estequiométricos. No nosso caso, para
,
os coeficientes relevantes são: tem coeficiente
e
tem coeficiente
. Portanto a taxa de formação de
relaciona-se com a de
por:
os coeficientes relevantes são:
Expliquei isso porque é a regra que permite passar da velocidade dada (para
) para a velocidade de
.
Passo 3
Aplicando a relação estequiométrica para achar a velocidade de formação de
. Como foi dado
temos
Ou seja, a cada minuto, formam-se
de
por litro de mistura.
Passo 4
Calcular a quantidade (em mol por litro) formada em
hora. Como a velocidade média é constante, a variação de concentração em um intervalo de tempo é simplesmente velocidade vezes tempo:
Com
e
, obtemos
Portanto, em 1 hora formam-se
mol de
por litro.
Passo 5
Calcular a massa molar do
. A massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos na molécula:
Expliquei porque a unidade
indica quantos gramas há em 1 mol da substância.
Passo 6
Converter os mols formados em massa usando
. Temos
e
, então a massa de
formada por litro é
Isso significa que, por litro, formam-se
de
em 1 hora nas condições e unidades dadas.
Resposta
528 g