Questäo 3. A reação de decomposição de N2 O5 em NO2 é:
2 N2 O5(g) 4 NO2(g)+O2(g)
A lei de velocidade é de primeira ordem em relação ao N2 O5. A 64 ^circ C, a constante de velocidade é 4,82 . 10^-3 s^-1.
a) Escreva a lei de velocidade da reação.
b) Qual é a velocidade da reação quando [N2 O5]=0,0240 M ?
c) O que acontece com a velocidade quando a concentração de N2 O5 é duplicada para 0,0480 M ?
d) O que acontece com a velocidade quando a concentração de N2 O5 é reduzida pela metade, 0,0120 M?
e) Qual o tempo de meia-vida da reação?

Passo 1

O enunciado descreve a decomposição gasosa
2,N2O5(g);longrightarrow;4,NO2(g)+O2(g)
e afirma que a lei de velocidade é de primeira ordem em N2O5. A 64,^circC, a constante de velocidade é
k = 4,82times10^-3,s^-1.
Pede-se:
a) a expressão da lei de velocidade;
b) a velocidade quando [N2O5]=0,0240,M;
c) o que ocorre com a velocidade se a concentração dobra;
d) o que ocorre com a velocidade se a concentração cai à metade;
e) o tempo de meia-vida da reação.

Passo 2

Para uma reação de ordem 1 em N2O5, a lei de velocidade é
v = k,[N2O5]
Isso significa que a velocidade é diretamente proporcional à concentração de N2O5.

Passo 3

b) Substituindo k=4,82times10^-3,s^-1 e [N2O5]=0,0240,M,
v = (4,82times10^-3,s^-1)(0,0240,M) = 1,1568times10^-4,M,s^-1 approx 1,16times10^-4,M,s^-1

Passo 4

c) Se [N2O5] duplica para 0,0480,M, em ordem 1 a velocidade dobra. Logo,
vnovo = 2times1,16times10^-4 = 2,31times10^-4,M,s^-1

Passo 5

d) Se [N2O5] cai à metade para 0,0120,M, a velocidade também cai para metade. Assim,
vnovo = tfrac12times1,16times10^-4 = 5,78times10^-5,M,s^-1

Passo 6

e) Para uma reação de primeira ordem, o tempo de meia-vida é dado por
t1/2 = ln 2k
Substituindo k=4,82times10^-3,s^-1,
t1/2 = 0,6934,82times10^-3,s^-1 = 143,8,s approx 144,s

Resposta

a) v = k,[N2O5].
b) v = 1,16times10^-4,M,s^-1.
c) A velocidade dobra, passando para 2,31times10^-4,M,s^-1.
d) A velocidade cai à metade, para 5,78times10^-5,M,s^-1.
e) t1/2 = 144,s.

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