A fotodissociação do
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
em um dado nível de exposição à luz.
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
for
, qual será a concentração após 2 horas?
Se a concentração inicial de
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
e de converter 2 horas em minutos.
Passo 2
Numa reação de primeira ordem, a lei integrada é
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:
Agora, pluga tudo na expressão:
Passo 4
Calculando o expoente:
Então
Resposta
A concentração de NO₂ após 2 horas será aproximadamente
.