Considere a reação: 2 \mathrm{HI}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{H}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{I}_{2}(\mathrm{~g})
Um experimento mostra que a concentração de HI diminui de 0,80 \mathrm{~mol} \cdot \mathrm{~L}^{-1} para 0,20 \mathrm{mol} \cdot \mathrm{L}^{-1} \mathrm{em} um intervalo de 200 s .
a) Calcule a velocidade média da reação em termos de consumo de HI.
b) Calcule a velocidade média em termos de formação de \mathrm{H}_{2} (relação molar).

Passo 1

O enunciado apresenta a reação
2\,\mathrm{HI}(g)\to \mathrm{H}_{2}(g)+\mathrm{I}_{2}(g)
e diz que a concentração de HI cai de \;0,80\;\mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1} para \;0,20\;\mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1} em 200\;\mathrm{s}. O conteúdo aqui é cinética química, mais especificamente o cálculo de velocidade média de reação usando variação de concentração e razões estequiométricas.

Passo 2

Para a velocidade média em termos de consumo de HI, usamos a definição
\text{vel}_{\mathrm{HI}} = -\frac{\Delta[\mathrm{HI}]}{\Delta t}
onde \Delta[\mathrm{HI}]=[\mathrm{HI}]_{\text{final}}-[\mathrm{HI}]_{\text{inicial}}.

Passo 3

Calculando \Delta[\mathrm{HI}]:
\Delta[\mathrm{HI}]=0,20-0,80=-0,60\;\mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}.
Logo
\text{vel}_{\mathrm{HI}}=-\frac{-0,60}{200\;\mathrm{s}} =\frac{0,60}{200}\;\mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}\cdot\mathrm{s}^{-1} =3,0\times10^{-3}\;\mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}\cdot\mathrm{s}^{-1}.

Passo 4

Para a formação de \mathrm{H}_{2}, a razão estequiométrica entre \mathrm{HI} e \mathrm{H}_{2} é
2\,\mathrm{HI} \longrightarrow 1\,\mathrm{H}_{2},
então
\text{vel}_{\mathrm{H}_{2}} = \frac{1}{2}\Bigl(-\frac{\Delta[\mathrm{HI}]}{\Delta t}\Bigr) = \frac{1}{2}\,\text{vel}_{\mathrm{HI}}.

Passo 5

Substituindo \text{vel}_{\mathrm{HI}}=3,0\times10^{-3}:
\text{vel}_{\mathrm{H}_{2}} =\frac{1}{2}\times 3,0\times10^{-3} =1,5\times10^{-3}\;\mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}\cdot\mathrm{s}^{-1}.

Resposta

a) 3,0\times10^{-3}\;\mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}\cdot\mathrm{s}^{-1}
b) 1,5\times10^{-3}\;\mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}\cdot\mathrm{s}^{-1}

Exercícios relacionados