Na fermentação da cerveja, o etanal, que tem o cheiro de maçã verde, é um intermediário na formação do etanol. O etanal se decompõe conforme a reação: CHX3CHO(g)→CHX4(g)+CO(g) \ce{ CH3CHO(g) -> CH4(g) + CO(g) } A constante de velocidade dessa reação é kr=1,5⋅10−3 s−1k_\mathrm{r} = \pu{1,5e-3 s-1} em uma temperatura elevada.

Um reator foi carregado com 0,1 mol ⋅ L−1\pu{0,1 mol.L-1} de etanal e aquecido.

Considere as proposições:

  1. A reação segue uma cinética de primeira ordem.

  2. A taxa inicial de decomposição do CHX3CHO\ce{CH3CHO} é 0,15 mM ⋅ s−1.\pu{0,15 mM.s-1}.

  3. O logaritmo da concentração de CHX3CHO\ce{CH3CHO} diminui linearmente com o tempo.

  4. Após 40 min\pu{40 min} do início da decomposição, a concentração de CHX3CHO\ce{CH3CHO} no reator é 2,7 mmol ⋅ L−1.\pu{2,7 mmol.L-1}.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Gabarito 2H.15

  1. Correto. Pela unidade da constante cinética percebemos que a reação tem ordem global igual a 1.

  2. Correto. A velocidade inicial é dada por: v=k[CHX3CHO]v = k[\ce{CH3CHO}] v=(1,5⋅10−3 s−1)(100 mM)=0,15 mM s−1v=(\pu{1,5e-3 s-1})(\pu{100 mM}) = \pu{0,15 mM s-1}

  3. Correto. A lei de velocidade é dada por: [CHX3CHO]=[CHX3CHO]X0e−kt\ce{[CH3CHO]}=\ce{[CH3CHO]_{0}}e^{-kt} Aplicando ln⁡\ln temos : ln⁡[CHX3CHO]=ln⁡[CHX3CHO]−kt\ln [\ce{CH3CHO}] = \ln[\ce{CH3CHO} ] -kt

  4. Correto. Cálculo da concentração após 40 min: [CHX3CHO]=[CHX3CHO]X0e−kt\ce{[CH3CHO]}=\ce{[CH3CHO]_{0}}e^{-kt} [CHX3CHO]=(100 mmol L−1)e−(1,5⋅10−3 s−1)(2400 s)\ce{[CH3CHO]}=(\pu{100 mmol L-1})e^{-(\pu{1,5e-3 s-1})(\pu{2400 s})} [CHX3CHO]=2,7 mmol L−1\ce{[CH3CHO]}=\pu{2,7 mmol L-1}