Deseja-se estudar a cinética da reação de combustão do óxido nítrico: 2NO(g)+OX2(g)2NOX2(g) \ce{ 2 NO(g) + O2(g) -> 2 NO2(g) } Para essa reação:

  • Quando a concentração de NO\ce{NO} é duplicada, a velocidade da reação aumenta 4 vezes.

  • Quando as concentrações de NO\ce{NO} e oxigênio são duplicadas, a velocidade da reação aumenta 8 vezes.

Um reator foi carregado com quantidades iguais de NO\ce{NO} e OX2.\ce{O2}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da fração da taxa inicial de reação após o consumo de 50%50\% do NO.\ce{NO}.

Gabarito 2H.06

Pela primeira informação temos que a o multiplicar a concentração de NO\ce{NO} por 22, a velocidade da reação fica multiplicada por 222^{{\color{red}2}} então a reação é de ordem 2 em relação ao NO\ce{NO}. Pela segunda informação temos que ao multiplicar por 22 as concentrações de NO\ce{NO} e de OX2\ce{O2} , a velocidade fica multiplicada por 232^{{\color{red}3}} então a soma das ordens do NO\ce{NO} e do OX2\ce{O2} é 3, segue que: ONO+OOX2=3O_{\ce{NO}}+ O_{\ce{O2}} = 3 2+OOX2=32 + O_{\ce{O2}}=3 OOX2=1O_{\ce{O2}}=1 A velocidade da reação é dada por: v=k[NO]X2[OX2]v = k \ce{[NO]^{2}[O2]} No início temos c0c_{0} de cada reagente então podemos escrever: v0=kc02c0=kc03v_{0} = kc_{0}^{2}c_{0}=kc_{0}^{3} Vamos reagir 50% de NO\ce{NO} : 2NOOX22NOX2inıˊcioc0c00reac¸a˜oc0212c02+c02fimc023c04c02\begin{matrix}&\ce{2NO}&\ce{O2}&\ce{->}&\ce{2NO2} \\ \text{início}&c_{0}&c_{0}&&0 \\ \text{reação}&- \frac{c_{0}}{2}& - \frac{1}{2}\frac{c_{0}}{2}&&+ \frac{c_{0}}{2} \\ \text{fim}& \frac{c_{0}}{2}& \frac{3c_{0}}{4}&& \frac{c_{0}}{2}\end{matrix} Cálculo da velocidade instantânea nesse novo momento: v=k[NO]X2[OX2]v = k \ce{[NO]^{2}[O2]} v=k(c02)2(3c04)v = k\left(\frac{c_{0}}{2}\right)^{2}\left(\frac{3c_{0}}{4}\right) v=316v0v = \frac{3}{16}v_{0} vv0=18,75%\frac{v}{v_{0}}=18,75\%