A reação
tem a concentração molar do produto
acompanhada ao longo do tempo, conforme é mostrado na tabela a seguir:
5
20
40
60
120
200
0,16
0,45
0,60
0,72
0,81
0,86
Sabendo-se que após 200 segundos é possível considerar a reação como completa, e que a relação entre as concentrações molares iniciais dos reagentes é igual a
. Determine:
a) As concentrações iniciais de A e B .
b) O tempo de meia-vida da reação nessas condições (para
e
).
c) A composição da mistura reacional ao final da reação.
|
5 | 20 | 40 | 60 | 120 | 200 |
|
0,16 | 0,45 | 0,60 | 0,72 | 0,81 | 0,86 |
a) As concentrações iniciais de A e B .
b) O tempo de meia-vida da reação nessas condições (para
c) A composição da mistura reacional ao final da reação.
Passo 1
O enunciado trata da reação
em que a concentração de
ao longo do tempo é dada na tabela. Sabemos que em
a reação está completa, então
é o máximo de
formado. Além disso, a razão das concentrações iniciais é
Queremos:
a) e
.
b) Tempo de meia-vida para e para
.
c) Composição final da mistura (concentrações de ao fim).
a)
b) Tempo de meia-vida para
c) Composição final da mistura (concentrações de
Passo 2
Determine as concentrações iniciais usando estequiometria e o dado de razão
.
- Em
, . - Pela estequiometria original, um avanço
produz mol de por mol de reação: - Consumo de
e : - Como
, e é reagente limitante (razão estequiométrica < ), tem-se
Passo 3
Calcule os tempos de meia-vida para
(limitante) e para
(excesso).
- Meia-vida de
ocorre quando . Até esse ponto , logo . Aí Na tabela, em e em . Fazendo interpolação linear entre esses pontos para :
- Meia-vida de
ocorre quando . Então , logo . Daí Entre em e em , interpolamos para :
Passo 4
Encontre a composição final ao fim da reação (
):
- Reagentes remanescentes:
- Produtos formados:
Resposta
a)
,
.
b) ,
.
c) Ao final: ,
,
,
.
b)
c) Ao final: