A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: 2 \mathrm{NH}_{3} \rightarrow \mathrm{~N}_{2}+3 \mathrm{H}_{2}
\mathbf{N H}_{\mathbf{3}} \mathbf{( m o l ~ L} \mathbf{~ L}^{\mathbf{- 1}} \mathbf{)} 8,0 6,0 4,0 1,0
Tempo \mathbf{( h )} 0,0 1,0 2,0 3,0
Qual é a velocidade média de consumo do reagente nas duas primeiras horas de reação?

Passo 1

O enunciado pede a velocidade média de consumo do reagente nas duas primeiras horas de reação. Dados fornecidos (obrigatoriamente copiados da tabela do enunciado):
[\mathrm{NH}_3](0{,}0\\ \text{h}) = 8{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
[\mathrm{NH}_3](1{,}0\\ \text{h}) = 6{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
[\mathrm{NH}_3](2{,}0\\ \text{h}) = 4{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
[\mathrm{NH}_3](3{,}0\\ \text{h}) = 1{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
O intervalo de interesse é das 0{,}0 horas até 2{,}0 horas. Não farei mais nada neste passo além de listar o que é pedido e os dados.

Passo 2

Conceito e fórmula que vamos usar (explicadinha): a velocidade média de consumo de um reagente é a razão entre a diminuição da sua concentração e o intervalo de tempo considerado. Para ficar consistente com o sinal (consumo positivo), usamos a fórmula
\text{velocidade média de consumo} = -\frac{\Delta [\mathrm{NH}_3]}{\Delta t}.é
Aqui:
  • \Delta [\mathrm{NH}_3] é a variação da concentração de \mathrm{NH}_3 no intervalo (concentração final menos concentração inicial);
  • \Delta t é o intervalo de tempo correspondente (tempo final menos tempo inicial).
    A razão pelo sinal negativo é que \Delta [\mathrm{NH}_3] será negativa quando o reagente é consumido; multiplicando por -1 obtemos um valor positivo para a velocidade de consumo (mais intuitivo em prova).

Passo 3

Calcular \Delta [\mathrm{NH}_3] entre t=0{,}0\\ \text{h} e t=2{,}0\\ \text{h}. Usando os dados listados:
\Delta [\mathrm{NH}_3] = [\mathrm{NH}_3](2{,}0\\ \text{h}) - [\mathrm{NH}_3](0{,}0\\ \text{h}) = 4{,}0 - 8{,}0 = -4{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}.
Interpretação: a concentração caiu 4{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}} em 2 horas.

Passo 4

Calcular \Delta t para o intervalo pedido:
\Delta t = 2{,}0\\ \text{h} - 0{,}0\\ \text{h} = 2{,}0\\ \text{h}.

Passo 5

Aplicar a fórmula da velocidade média de consumo:
\text{velocidade média} = -\frac{\Delta [\mathrm{NH}_3]}{\Delta t} = -\frac{-4{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}}{2{,}0\\ \text{h}} = 2{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,h^{-1}}.é
Explicando passo a passo: a variação foi -4{,}0, o intervalo é 2{,}0; dividir dá -2{,}0 e o sinal negativo da fórmula torna o resultado positivo 2{,}0. O número significa que, em média nas primeiras duas horas, consumiram-se 2{,}0\\ \mathrm{mol} de \mathrm{NH}_3 por litro a cada hora.

Passo 6

Cheque rápido e dica para prova: calculei também as velocidades médias entre 0 1 h e 1 2 h só pra conferir:
\text{de }0\text{ a }1\text{ h: } \frac{8{,}0-6{,}0}{1{,}0}=2{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,h^{-1}},
\text{de }1\text{ a }2\text{ h: } \frac{6{,}0-4{,}0}{1{,}0}=2{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,h^{-1}}.
Ou seja, a taxa foi constante nas primeiras duas horas — por isso a média deu exatamente 2{,}0. Em prova: sempre verifique unidades e sinal; para consumo normalmente colocamos o resultado como número positivo usando a fórmula com o sinal negativo.

Resposta

2{,}0\\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,h^{-1}}

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