UFRGS BIO QUI GEO 2018
O ácido hidrazoico HN3 é um ácido volátil e tóxico que reage de modo extremamente explosivo e forma hidrogênio e nitrogênio, de acordo com a reação abaixo.
2 HN3 → H2 + 3 N2
Sob determinadas condições, a velocidade de decomposição do HN3 é de 6,0 x 10 –2 mol L – 1 min – 1 .
Nas mesmas condições, as velocidades de formação de H2 e de N2 em mol L – 1 min – 1 , são, respectivamente,
0,01 e 0,03.
0,03 e 0,06.
0,03 e 0,09.
0,06 e 0,06.
0,06 e 0,18.
Resolução
Dados:
- Reação: \(2\,\text{HN}_3 \rightarrow \text{H}_2 + 3\,\text{N}_2\)
- Velocidade de decomposição (consumo) do ácido hidrazoico:
\(v_{\text{HN}_3}=6,0\times10^{-2}\;\text{mol·L}^{-1}\text{·min}^{-1}\)
Para relacionar as velocidades usamos os coeficientes estequiométricos.
Definindo a velocidade geral da reação:
\[v = -\frac{1}{2}\,\frac{d[\text{HN}_3]}{dt} = +\frac{1}{1}\,\frac{d[\text{H}_2]}{dt}= +\frac{1}{3}\,\frac{d[\text{N}_2]}{dt}\]
Assim, se 2 mol de HN3 geram 1 mol de H2 e 3 mol de N2:
- Formação de H2: \(v_{\text{H}_2}=\frac{1}{2}\,v_{\text{HN}_3}=\frac{1}{2}\,(6,0\times10^{-2})=3,0\times10^{-2}\;\text{mol·L}^{-1}\text{·min}^{-1}=0{,}03\)
- Formação de N2: \(v_{\text{N}_2}=\frac{3}{2}\,v_{\text{HN}_3}=\frac{3}{2}\,(6,0\times10^{-2})=9,0\times10^{-2}\;\text{mol·L}^{-1}\text{·min}^{-1}=0{,}09\)
Logo, as velocidades são 0,03 e 0,09 mol·L–1·min–1, respectivamente.
Alternativa correta: C.
Dicas
Erros Comuns
Relação estequiométrica nas velocidades
Em uma reação \(aA \rightarrow bB\), define-se a velocidade como
\[v = -\frac{1}{a}\,\frac{d[A]}{dt}=\frac{1}{b}\,\frac{d[B]}{dt}.\]
O sinal negativo indica consumo de reagentes; produtos têm sinal positivo.
Aplicação
Multiplique ou divida a velocidade conhecida pelo fator dado pelos coeficientes para encontrar a velocidade de qualquer espécie participante.
