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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 74 (1º semestre) da UFG 2012

1º semestre · Química: Velocidade de reação e fatores que a alteram

A água oxigenada comercial é uma solução de peróxido de hidrogênio (\ce{H2O2}) que pode ser encontrada nas concentrações de 3, 6 ou 9% (m/v). Essas concentrações correspondem a 10, 20 e 30 volumes de oxigênio liberado por litro de \ce{H2O2} decomposto. Considere a reação de decomposição do \ce{H2O2} apresentada a seguir:

\ce{2 H2O2 (aq) -> 2 H2O (aq) + O2 (g)}

Qual gráfico representa a cinética de distribuição das concentrações das espécies presentes nessa reação?

  1. A
    Gráfico de Concentração por Tempo apresentando três retas horizontais constantes para H2O, O2 e H2O2
  2. B
    Gráfico de Concentração por Tempo apresentando retas lineares: H2O2 decrescente e H2O e O2 crescentes
  3. C
    Gráfico de Concentração por Tempo com curva decrescente para H2O2 e curvas crescentes onde a concentração de O2 é superior à de H2O
  4. D
    Gráfico de Concentração por Tempo com curvas decrescentes para H2O e O2 e curva crescente para H2O2
  5. E
    Gráfico de Concentração por Tempo com curva decrescente para H2O2 e curvas crescentes onde a concentração de H2O é superior à de O2
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Resolução comentada

Numa reação, o reagente é consumido e os produtos são formados. Por isso, a curva do \ce{H2O2} deve decrescer e as de \ce{H2O} e \ce{O2} devem crescer, partindo de zero, já que no início só existe o reagente.

A rapidez da reação é maior no começo, quando a concentração de \ce{H2O2} é alta, e diminui com o tempo. Então as curvas não são retas: são exponenciais, com inclinação maior no início e tendendo a se estabilizar.

A proporção entre as curvas vem dos coeficientes da equação \ce{2 H2O2 -> 2 H2O + O2}:

  1. Para cada 2 mol de \ce{H2O2} consumidos, formam-se 2 mol de \ce{H2O} e 1 mol de \ce{O2}.
  2. Logo, \ce{H2O} se forma na mesma proporção em que \ce{H2O2} some, e \ce{O2} se forma pela metade disso.
  3. Em qualquer instante, [\ce{H2O}] = 2\,[\ce{O2}], e a curva da água fica acima da do oxigênio.

Análise dos gráficos: o A mostra concentrações constantes (nada reage); o B tem retas e produtos partindo de valor diferente de zero; o D inverte reagente e produtos; o C coloca \ce{O2} acima de \ce{H2O}, contrariando a estequiometria. Só o E tem \ce{H2O2} decrescente, produtos crescentes em curva e \ce{H2O} acima de \ce{O2}.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa C engana quem esquece a estequiometria: tem a forma correta das curvas, mas troca as posições de \ce{H2O} e \ce{O2}.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Amostra concentrações constantes, como se não houvesse reação.
  • Busa retas (a rapidez diminui com o tempo) e os produtos não partem de zero.
  • Ccoloca \ce{O2} acima de \ce{H2O}, mas a estequiometria 2:1 exige mais água que oxigênio.
  • Dinverte os papéis: reagente crescente e produtos decrescentes.

Assunto: Velocidade de reação e fatores que a alteram.

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Ver como caiu na prova Questão 74 no caderno 1ª etapa da UFG 2012

Fonte: UFG 2012 · 1º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗