Considere a seguinte reação hipotética.
a A+b B \rightarrow c C+D d
Observe a seguir a variação da concentração de A e C.
Tempo (s) 0 5 10 15 20 25
Consumo de A (mol/L) 7,5 6,0 4,5 3,0 2,5 1,0
Formação de C (mol/L) 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5
Com base nas informações fornecidas na questão, qual é, respectivamente, a taxa de consumo de A e a taxa de formação de C no intervalo entre 5 e 25 seg?
(A) 0,3 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1} e 0,1 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1}
(B) -0,1 \mathrm{~mol} \cdot \mathrm{~L}^{-1} \cdot \mathrm{~s}^{-1} e 0,3 \mathrm{~mol} \cdot \mathrm{~L}^{-1} \cdot \mathrm{~s}^{-1}
(C) -0,25 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1} e 0,1 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1}
(D) 0,1 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1} e 0,3 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1}
(E) 0,5 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1} e 0,4 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1}

Passo 1

O enunciado dá a variação das concentrações de A e de C em função do tempo e pede a taxa de consumo de A e a taxa de formação de C entre t=5\\ \mathrm{s} e t=25\\ \mathrm{s}. Para qualquer espécie química X, a taxa média de variação de concentração é dada por
\frac{\Delta[X]}{\Delta t}\;=\;\frac{[X](t_2)-[X](t_1)}{t_2-t_1}.

Passo 2

Calcular a taxa de consumo de A. Nos instantes t_1=5\\ \mathrm{s} e t_2=25\\ \mathrm{s}:
[A](5)=6,0\\ \mathrm{mol/L}, \quad [A](25)=1,0\\ \mathrm{mol/L}.
Então
\Delta[A]=[A](25)-[A](5)=1,0-6,0=-5,0\\ \mathrm{mol/L},
\Delta t=25-5=20\\ \mathrm{s},
\frac{\Delta[A]}{\Delta t}=\frac{-5,0}{20}=-0,25\\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}}.

Passo 3

Calcular a taxa de formação de C. Para t_1=5\\ \mathrm{s} e t_2=25\\ \mathrm{s}:
[C](5)=0,5\\ \mathrm{mol/L}, \quad [C](25)=2,5\\ \mathrm{mol/L}.
Logo
\Delta[C]=2,5-0,5=2,0\\ \mathrm{mol/L},
\frac{\Delta[C]}{\Delta t}=\frac{2,0}{20}=0,10\\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}}.

Passo 4

Comparando com as alternativas, vemos que a taxa de consumo de A é -0,25\\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}} e a taxa de formação de C é 0,10\\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}}, correspondendo à alternativa (C).

Resposta

(C)

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