O estudo cinético da reação equacionada por A(g) + B(g) + C(g) ? X(g) foi realizado de acordo com os dados…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
O estudo cinético da reação equacionada por A(g) + B(g) + C(g) ? X(g) foi realizado de acordo com os dados coletados na tabela a seguir, a qual mostra experimentos realizados sempre sob as mesmas condições de temperatura: | Experimento | Velocidade inicial (mol·L?¹·s?¹) | [A(g)] (mol·L?¹) | [B(g)] (mol·L?¹) | [C(g)] (mol·L?¹) | |-------------|-------------------------------|-------------------|-------------------|-------------------| | 1 | 1·10?5 | 1·10?² | 1·10?² | 1·10?² | | 2 | 2·10?5 | 2·10?² | 1·10?² | 1·10?² | | 3 | 4·10?5 | 1·10?² | 2·10?² | 1·10?² | | 4 | 2·10?5 | 1·10?² | 1·10?² | 2·10?² | Assim, são feitas as seguintes afirmações: I. A equação cinética da velocidade é expressa por v = k · [A(g)] · [B(g)]² · [C(g)] II. A constante cinética da velocidade k, na temperatura do experimento, é igual a 1000. III. Se a concentração de todos os reagentes fosse igual a 2·10?² mol·L?¹, a velocidade inicial do experimento seria da ordem de 1,6·10?4 mol·L?¹·s?¹. A respeito dessas afirmações, (Mackenzie 2019)
- A) todas estão corretas.
- B) são corretas apenas I e II.
- C) são corretas apenas I e III.
- D) são corretas apenas II e III.
- E) nenhuma é correta.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Determinar a ordem em relação a cada reagente comparando experimentos em que só um reagente muda. Do experimento 1 para o 2, [A] dobra (1·10^-2 para 2·10^-2) e a velocidade dobra (1·10^-5 para 2·10^-5), logo a ordem em A é 1. Do experimento 1 para o 3, [B] dobra e a velocidade quadruplica (1·10^-5 para 4·10^-5), logo a ordem em B é 2, pois 2^2 = 4. Do experimento 1 para o 4, [C] dobra e a velocidade dobra, logo a ordem em C é 1.
- Escrever a equação cinética: v = k · [A] · [B]^2 · [C]. A afirmação I está correta. A soma das ordens é 4, mas isso não é usado para determinar a equação, apenas as ordens parciais medidas.
- Calcular k usando o experimento 1: 1·10^-5 = k · (1·10^-2) · (1·10^-2)^2 · (1·10^-2) = k · 1·10^-8, portanto k = 1·10^3 = 1000. A afirmação II está correta.
- Verificar a afirmação III com todas as concentrações iguais a 2·10^-2: v = 1000 · (2·10^-2)^4 = 1000 · 16·10^-8 = 1,6·10^-4 mol·L^-1·s^-1. A afirmação III está correta.
- Conclusão: as afirmações I, II e III estão todas corretas, o que corresponde à alternativa A, que coincide com o gabarito oficial. Não há divergência com o gabarito.
- Por que as outras estão erradas: B omite a III, que está correta; C omite a II, que também está correta; D omite a I, que está correta; E afirma que nenhuma é correta, o que contraria os cálculos acima.
💡 Dica: Analise os dados para determinar a ordem da reação e calcule a constante cinética.
Alternativa por alternativa
CORRETA. Todas as afirmações estão corretas: I) A ordem de A e B é 1 e 2, respectivamente, e de C é 1, conforme análise dos dados; II) O cálculo da constante k resulta em 1000; III) Substituindo as concentrações na lei de velocidade, a velocidade prevista é 1,6·10⁻⁴ mol·L⁻¹·s⁻¹.
O aluno provavelmente calculou (2·10^-2)^4 incorretamente ou achou que a velocidade daria outro valor, rejeitando a afirmação III.
O aluno provavelmente errou o cálculo de k, obtendo um valor diferente de 1000 (por exemplo, esquecendo o expoente de [B] ou trocando unidades), e por isso rejeitou a afirmação II.
O aluno provavelmente considerou a ordem em B igual a 1, ou seja, deduziu a lei cinética a partir dos coeficientes da equação global ou tratou B como de ordem 1, e por isso rejeitou a afirmação I.
O aluno provavelmente não conseguiu determinar corretamente as ordens parciais ou o valor de k, e por isso concluiu que nenhuma afirmação é verdadeira, sem verificar cada uma separadamente.
Raio-X da questão
cinética química, ordem de reação, constante cinética
avaliacao
reação química e concentração · velocidade de reação
Estude como determinar a ordem de reação e calcular a constante cinética a partir dos dados experimentais.
Confundir ordem da reação com coeficientes estequiométricos ou calcular incorretamente a constante cinética.
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