A fotodissociação do NO2 pelos comprimentos de onda ultravioleta da luz solar inicia a formação de smog fotoquímico. É uma reação de primeira ordem com uma constante de velocidade de 2,95 times 10^-3 min^-1 em um dado nível de exposição à luz.
NO2+h v rightharpoons NO+O
Considere um experimento de laboratório no qual uma amostra de dióxido de nitrogênio é exposta à radiação UV em uma intensidade escolhida para imitar as condições para a formação de poluição em um dia de verão. Responda:
Se a concentração inicial de NO2 for 5,5 mol L^-1, qual será a concentração após 2 horas?

Passo 1

Então, o enunciado diz que o NO₂ se fotodissocia seguindo cinética de primeira ordem com constante de velocidade k = 2,95×10⁻³ min⁻¹. A gente começa com [NO₂]₀ = 5,5 mol L⁻¹ e quer saber qual vai ser a concentração depois de t = 2 h. O conteúdo é cinética química de primeira ordem e, para resolver, vamos precisar da expressão
[A](t) = [A]0,e^-k,t
e de converter 2 horas em minutos.

Passo 2

Numa reação de primeira ordem, a lei integrada é
[A](t) = [A]0,e^-k,t,
onde
  • é a concentração inicial,
  • é a constante de velocidade (em min⁻¹) e
  • é o tempo (em min).
    A ideia é usar essa fórmula direto.

Passo 3

Primeiro, converte o tempo:
t = 2 h times 60 minh = 120 min
Agora, pluga tudo na expressão:
[NO2](120) = 5,5,e^- (2,95times10^-3,min^-1) times 120,min

Passo 4

Calculando o expoente:
k,t = 2,95times10^-3times120 = 0,354
Então
[NO2](120) = 5,5 times e^-0,354 approx 5,5 times 0,702 = 3,86 mol,L^-1

Resposta

A concentração de NO₂ após 2 horas será aproximadamente .

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