Question

(UEL 2018) A decomposição anaeróbica da matéria orgânica que ocorre durante a putrefação de cadáveres produz, dentre outros gases, o metano (CH4). Na combustão completa do CH4, na presença de oxigênio (O2), há formação de água (H2O) e dióxido de carbono (CO2), ambos gasosos, sendo este último menos prejudicial ao meio ambiente que o CH4.


Com base nos conhecimentos sobre cinética e considerando que a reação de combustão do CH4 ocorra num sistema isolado, atribua V (verdadeiro) ou F (falso) às afirmativas a seguir.


( ) A adição de um catalisador na mistura aumenta o rendimento da reação e promove a formação de outros produtos.


( ) A diminuição do volume ocupado pela mistura gasosa resulta no aumento da velocidade da reação.


( ) A velocidade de decomposição de CH4é a metade da velocidade de formação de H2O.


( ) A velocidade da reação dobra quando as concentrações de CH4e O2 forem duplicadas.


( ) A velocidade de formação dos produtos, CO2(g)e H2O(g), da reação de combustão é a mesma


(Por que a 3 é verdadeira? Obrigado!!)

Answer 1

Sobre a terceira alternativa

Reação de combustão do metano balanceada:

$CH_4 + 2O_2 \longrightarrow CO_2 + 2H_2O$

A cinética química estabelece que a velocidade média de uma reação está relacionada com os coeficientes estequiométricos da mesma:

$V_{reacao} = -\frac{1}{a}\times\frac{\Delta[A]}{\Delta t} =-\frac{1}{b}\times\frac{\Delta[B]}{\Delta t} = -\frac{1}{c}\times\frac{\Delta[C]}{\Delta t}$

Onde:

a,b,c = Coeficientes estequiométricos (os números que aparecem antes das fórmulas moleculares) dos produtos/reagentes

Δ[A],Δ[B],Δ[C] = Diferença das concentrações dos reagentes/produtos

Δt = Intervalo de tempo

No caso do metano, a = 1, e da água b = 2. Sabendo disso, montamos a equação:

$-\frac{1}{1}\times\frac{\Delta[CH_4]}{\Delta t} = -\frac{1}{2} \frac{\Delta[H_2O]}{\Delta t} \\-1\times\frac{\Delta[CH_4]}{\Delta t} = -\frac{1}{2} \frac{\Delta[H_2O]}{\Delta t}$

Uma vez que a variação de concentração sobre a variação de tempo é igual a velocidade da reação, temos que:

$-1\times V_{CH_4} = -\frac{1}{2} V_{H_2O}\\ \boxed {V_{CH_4} = \frac{1}{2} V_{H_2O}}$

Portanto, alternativa verdadeira