Questão 9

IME 2023

Química

(IME - 2023/2024)

A substância gasosa obtida na reação de 4 mols de peróxido de hidrogênio com óxido de prata, em excesso, foi borbulhada continuamente em um bécher contendo 1 litro de água. Durante os 16 minutos em que a reação ocorreu, constatou-se que a quantidade de gás dissolvido na água aumentou de $2,5 mg cdot L^{-1}$ para $8 mg cdot L^{-1}$ .

Determine:

a) a estequiometria da reação;

b) a ordem dessa reação, considerada elementar, em relação ao peróxido;

c) a velocidade média de produção de gás na reação;

d) o volume de gás que foi dissolvido na água, medido nas CNTP.

Gabarito:

Resolução:

a) A prata está no seu estado mais oxidado, sendo assim, sua tendência é reduzir quando em contato com o peróxido de hidrogênio.

Logo, as semirreações são:

Oxidação:

$H_2O_2 ightarrow O_2 + H^+ + 2e^-$

Redução:

$Ag_2O+2H^+ +2e^- ightarrow 2Ag^0+H_2O$

Logo, somando as reações encontra-se a reação global

$Ag_2O+H_2O_2 ightarrow 2Ag^0+H_2O + O_2$

b) A reação é elementar, sendo assim, a ordem é igual ao coeficiente estequiométrico, então, a reação é de ordem 1 em relação ao peróxido de hidrogênio.

c) Conforme dito pelo enunciado, 4 mols de peróxido de hidrogênio são consumidos em 16 minutos, como cada mol de peróxido de hidrogênio gera um mol de gás oxigênio, então a velocidade média é:

$V_{med}=frac{4mol}{16min}= 0,25molcdot min^{-1}$

d) A quantidade de gás que foi dissolvida é de 5,5mg, dessa forma,

$frac{22,4L}{1mol}cdot frac{1mol}{32g} cdot 0,0055g=0,00385L ;;ou ;;3,85mL$

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