A dimerização do tetrafluoroetileno (C2 F4) a 430 K processa-se de acordo com a seguinte lei de velocidade: v=1,6 times 10^-3 M^-1 s^-1[C2 F4]^2. A) 0,80 mols de C2 F4 é injetado em uma câmera de reação de 1 L a 403 K. Quanto restará de C2 F4 após 1 hora?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos fala sobre a dimerização do tetrafluoroetileno ( C2F4) que segue uma lei de velocidade específica. A gente precisa descobrir quanto de C2F4 vai sobrar depois de 1 hora numa câmara de 1 litro, começando com 0,80 mols. Vamos usar conceitos de cinética química, especificamente reações de segunda ordem, e resolver isso passo a passo.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a lei de velocidade dada:
v = 1,6 times 10^-3 , M^-1 , s^-1 [C2F4]^2
Isso significa que a velocidade da reação depende do quadrado da concentração de C2F4. Essa é uma reação de segunda ordem com relação a C2F4.

Passo 3

Como a reação é de segunda ordem, podemos usar a equação integrada para reações de segunda ordem:
1[A] = 1[A]0 + kt
Aqui, [A] é a concentração final, [A]0 é a concentração inicial, k é a constante de velocidade, e t é o tempo.

Passo 4

Vamos calcular a concentração inicial [A]0. Temos 0,80 mols em 1 litro, então:
[A]0 = 0,80 , mol1 , L = 0,80 , M

Passo 5

O tempo dado é de 1 hora, mas precisamos converter para segundos porque a constante de velocidade está em s^-1:
1 , hora = 3600 , segundos

Passo 6

Agora, vamos colocar os valores na equação integrada:
1[A] = 10,80 + (1,6 times 10^-3) times 3600

Passo 7

Calculando cada termo:
10,80 = 1,25
(1,6 times 10^-3) times 3600 = 5,76

Passo 8

Somando os dois resultados:
1[A] = 1,25 + 5,76 = 7,01

Passo 9

Agora, vamos inverter para encontrar [A]:
[A] = 17,01 approx 0,1425 , M

Passo 10

Finalmente, para achar a quantidade de mols restantes:
Mols = [A] times Volume = 0,1425 , M times 1 , L = 0,1425 , mols

Resposta

Após 1 hora, restarão aproximadamente 0,14 mols de C2F4 na câmara de reação.

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