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Cinética química: as velocidades das reações químicas
Estratégia Para encontrar a velocidade média, calcule a diferença de concentração no início e no final de um período de tempo (∆c = cfinal − cinicial) e divida-a pelo tempo decorrido. Para encontrar a velocidade instantânea em 4 minutos, desenhe uma reta tangente ao gráfico no tempo especificado. O negativo da inclinação da linha é a velocidade instantânea. Concentração de corante (× 105) (mol/L)
3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Tempo (min)
Solução (a) Velocidade média ao longo dos 2 primeiros minutos: a concentração do corante diminui de 3,4 × 10−5 mol/L em t = 0 minuto para 1,7 × 10−5 mol/L em t = 2,0 minutos. A velocidade média da reação nesse intervalo de tempo é
Velocidade média =
[ Corante ]
(1,7
10
t
5
mol/L) (3,4 2,0 min
10
5
mol/L)
Velocidade média = 8,5 × 10−6 mol/L ∙ min (b) Velocidade média durante o quinto minuto: a concentração do corante diminui de 0,90 × 10−5 mol/L em t = 4,0 minutos para 0,60 × 10−5 mol/L em t = 5,0 minutos. A velocidade média da reação nesse intervalo de tempo é
Velocidade média =
[ Corante ] t
(0,60
10
5
mol/L) (0,90 1.,0 min
10
5
mol/L)
Velocidade média = 3,0 × 10−6 mol/L ∙ min
Pense bem antes de responder Observe que a velocidade de reação diminui conforme a concentração de corante diminui. Isso nos diz que a velocidade da reação está relacionada à concentração de corante.
Verifique seu entendimento A sacarose decompõe-se em frutose e glicose em solução ácida. Uma curva da concentração de sacarose em função do tempo é fornecida ao lado. Qual é a velocidade da mudança da concentração de sacarose nas primeiras 2 horas? Qual é a velocidade da mudança nas últimas 2 horas? Estime a velocidade instantânea em 4 horas.
Quimica e reacao quimica Volume 2.indb 621
0,05 Concentração (mol/L)
(c) Velocidade instantânea em 4,0 minutos: uma linha tangente à curva é traçada no tempo = 4,0 min. Dois pontos na linha são escolhidos e a inclinação da linha é calculada. A velocidade instantânea em 4,0 min é a negativa dessa inclinação e tem um valor de 3,5 × 10–6 mol/L ∙ min.
0,04 0,03 0,02 0,01 0,00
0
2
4 6 Tempo (horas)
8
Concentração em função do tempo para a decomposição da sacarose. (“Verifique seu Entendimento” no Exemplo 14.1)
07/08/2015 14:03:59