Química Geral ⇒ (UFMG) Cinética Química - Velocidade Tópico resolvido

[poti]

Considere a reação entre pedaços de mármore e solução de ácido clorídrico descrita pela seguinte equação:

[tex3]CaCO_{3_{(s)}} + 2H_{(aq)}^+ \to CO_{2_{(g)}} + H_2O_{(l)} + Ca^{2+}_{(aq)}[/tex3]

A velocidade da reação pode ser medida de diferentes maneiras, representadas graficamente.

Dentre os gráficos, o que representa corretamente a velocidade dessa reação é:

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Gabarito:

Resposta

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A

[emanuel9393MOD]

Olá, Poti!

O gráfico da variação de volume versus tempo, variação de concentração versus tempo e variação de massa versus tempo sempre será uma hipérbole. Nesse caso, a concavidade da hipérbole do gráfico de volume do [tex3]CO_{2}[/tex3] terá concavidade voltada para baixo justamente pelo fato de que esse composto está em formação na reação.

Resposta = A

Um abraço!

[poti]

Por que não pode ser a d) ?

O íon está no produto, logo, está aumentando em concentração com o tempo.

*O gráfico a) não é um hipérbole, é um crescimento logarítmico*

Abraço!

[poti]

Aliás, tenho outra pergunta, como eu sei a natureza do crescimento pra analisar o gráfico ? Eu não tenho equação, não tenho como descobrir isso por matemática. Em qualquer outra coisa eu tenho uma equação que eu traduzo pra alguma área da matemática, mas nesse caso você só está me falando que é assim.

[emanuel9393MOD]

Como não? Já ouviu falar nas leis de velocidades integradas de primeira ordem?
Dada a concentração [tex3][A_{0}][/tex3] de uma espécie química [tex3]A[/tex3] no intante [tex3]t \, = \, 0 \,\, s[/tex3], a concentração posterior [tex3][A][/tex3] dessa mesma espécie em um instante [tex3]t[/tex3] qualquer é dado por:
[tex3]\boxed{\boxed{[A] \, = \, [A_{0}] \cdot e^{-k \cdot t}}}[/tex3]
Onde:
[tex3]e[/tex3]: base dos logaritimos naturais;
[tex3]k[/tex3]: constante de velocidade da reação;

Não me peça para demonstrar isso! rsrsrsrsrsr . A única demonstração que eu vi está na edição de 2009 do livro princípios de química do Peter Atkins (página 653 seção 13.4) e usa equações diferenciais e integrais .

Um abraço!

[poti]

Não sabia disso não.

Valeu!

[Diegooo]

Olá Poti;

A medida que a reação caminha, os reagentes [tex3]CaCO_{3_{(s)}}[/tex3]; [tex3]2H_{(aq)}^+[/tex3]; vão "sumindo"; pois vão sendo consumidos. E os produtos [tex3]CO_{2_{(g)}}[/tex3]; [tex3]H_2O_{(l)}[/tex3] e [tex3]Ca^{2+}_{(aq)}[/tex3] vão "aparecendo"; pois vão sendo produzidos. Desse modo a velocidade da reação diminuíra com o passar do tempo, pois temos cada vez menos reagentes para formar os produtos.

Lembre-se que a velocidade de uma reação depende da concentração dos reagentes!

Suponha que uma massa inicial de [tex3]CaCO_{3_{(s)}}[/tex3] reagiu com um certo volume daquela solução aquosa de ácido clorídrico.

Vamos justificar cada uma das alternativas:

Alternativa A: O volume de [tex3]CO_2{(g)}[/tex3] aumenta com o passar do tempo tendendo a um valor constante, o que sugere que a massa inicial de [tex3]CaCO_{3_{(s)}}[/tex3] foi totalmente consumida. Perceba também que traçando algumas tangentes à curva você verificará que a velocidade de formação do [tex3]CO_{2{(g)}}[/tex3] estará o diminuindo com o passar do tempo.


Alternativa B: A ideia inicial nos parece válida, pois realmente a massa do carbonato de cálcio (reagente) irá diminuir com o passar do tempo. Porém essa diminuição não ocorrerá de forma linear como sugere o gráfico o que é óbvio já que o reagentes estão sendo consumidos e cada vez menos produtos serão formados. Além disso, o gráfico sugere que a velocidade da reação será constante.

Alternativa C: Impossível! Traçando algumas tangentes à curva (inclinação) você verificará que a velocidade de consumo do ácido clorídrico estará aumentando. Porém, você sabe que com o passar do tempo a velocidade de consumo do ácido clorídrico (reagente) será cada vez menor devido a diminuição da sua concentração ou consumo.

Alternativa D: Impossível! Traçando algumas tangentes à curva (inclinação) você verificará que a velocidade de formação do [tex3]Ca^{2+}_{(aq)}[/tex3] estará aumentando. Apesar das concentrações dos produtos aumentarem com o tempo este aumento será cada vez menor para um mesmo intervalo de tempo. Perceba que o gráfico mostra exatamente o contrário

Alternativa E: A massa de [tex3]CO_{2_{(g)}}[/tex3] aumenta com o passar do tempo e o gráfico mostra exatamente o contrário.

Espero ter ajudado!

Qualquer coisa pode perguntar.

[emanuel9393MOD]

Porém, você sabe que com o passar do tempo a velocidade de consumo do ácido clorídrico (reagente) será cada vez menor devido a diminuição da sua concentração ou consumo.

Então, para esses tipos de questões basta ter em mente que o gráfico é uma hipérbole. Temos ainda o caso em que a hipérbole é equilátera quando há uso de catalisadores.

Muito interessante a suas colocações, Diego!

Um abraço!