O RDX é um explosivo amplamente empregado em aplicações militares. Em solução aquosa, sob condições controladas, o RDX sofre decomposição conforme a reação de primeira ordem: CX3HX6NX6OX6(aq)→3 CO(g)+3 HX2O(l)+3 NX2(g) \ce{ C3H6N6O6(aq) -> 3 CO(g) + 3 H2O(l) + 3 N2(g) } Em um experimento, 100 mL\pu{100 mL} de uma solução de RDX em água com a concentração inicial de 2 mol ⋅ L−1\pu{2 mol.L-1} foi aquecida e os gases liberados foram coletados em um balão rígido de 500 mL\pu{500 mL} em 300 K.\pu{300 K}. A taxa de decomposição foi monitorada pela medida da pressão parcial do gás CO\ce{CO} coletado.

A pressão parcial do CO\ce{CO} subiu de zero a 200 kPa\pu{200 kPa} em 16 min.\pu{16 min}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da constante de velocidade da reação (para a velocidade de decomposição do RDX).

Gabarito 2H.18

Cálculo da número de mols de CO\ce{CO} formados após 16 min: PV=n RT\ce{PV = nRT} (2 atm)(0,5 L)=n(0,082atm Lmol K)(300 K)(\pu{2 atm})(\pu{0,5 L})=n(0,082\frac{\pu{atm L}}{\pu{mol K}})(\pu{300 K}) nCO=0,04 moln_\ce{CO} =\pu{0,04 mol} Cálculo do número de mols de RDX consumidos a partir da estequiometria: nRDX1=nCO3\frac{n_{\ce{RDX}}}{1}=\frac{n_{\ce{CO}}}{3} nRDX=0,013 moln_{\ce{RDX}} = \pu{0,013 mol} Cálculo do número de mols inicial de RDX\ce{RDX} : n0=c0Vn_{0} = c_{0}V n0=(2 mol L−1)(0,1 L)=0,2 moln_{0}=(\pu{2 mol L-1})(\pu{0,1 L}) = \pu{0,2 mol} Cálculo do número de mols final de RDX\ce{RDX} : nf=0,2−0,013=0,187 moln_{f} = 0,2 - 0,013 = \pu{0,187 mol} Cálculo da constante de velocidade a partir da decomposição do RDX\ce{RDX} : n=n0e−ktn = n_{0}e^{-kt} 0,187 mol=(0,2 mol)e−k(960 s)\pu{0,187 mol} = (\pu{0,2 mol})e^{-k(\pu{960 s})} k=7⋅10−5 s−1k = \pu{7e-5 s-1}