Question

A cinética química estuda a rapidez das transformações químicas e os fatores que podem altera-las, como por exemplo a temperatura do sistema, a natureza e a concentração dos reagentes. Em um laboratório, você realizou 4 experimentos utilizando 1,2 g de magnésio metálico de distintas apresentações e 100 ml de soluções aquosas de ácido clorídrico de diferentes concentrações, o quadro abaixo apresenta as características de casa experimento:Exp: I = Apresentação do magnésio metálico= LimalhaConcentração da solução aquosa de ácido clorídrico em mol/l= 1Temperatura do sistema em ºC. = 10Exp: II = Apresentação do magnésio metálico= LimalhaConcentração da solução aquosa de ácido clorídrico em mol/l= 2Temperatura do sistema em ºC. = 20Exp: III = Apresentação do magnésio metálico= PóConcentração da solução aquosa de ácido clorídrico em mol/l= 3Temperatura do sistema em ºC. = 30Exp: IV = Apresentação do magnésio metálico= PóConcentração da solução aquosa de ácido clorídrico em mol/l= 2Temperatura do sistema em ºC. = 20A equação química não balanceada que apresenta a transformação que ocorre nos experimentos é: Mg(s) + HCl(aq) = MgCl2 (aq) + H2(g).Dados: massa molar do Mg é 24 g/mol, considere 100% de íons H+ liberados. Pede-se:a) A equação química balanceada e a quantidade em mol de gás hidrogênio formado em cada experimento.a) A ordem decrescente de rapidez dos experimentos. Justifique sua resposta.

Answer 1

a) A reação balanceada fica:
1Mg(s) + 2HCl(aq) --->  1MgCl2 (aq) + 1H2(g)
Pela reação 1mol de Mg reação com 2 de HCl (relação 1:2) e forma 1 de H2.
Calculamos o número de mols de magnésio disponível para a reação:
n=m/MM
m(Mg)=1,2g
MM(Mg)=24g/mol
n(Mg)=1,2/24=0,05mol de Mg
Como a reação é 1:2, sempre que houve mais de 0,1mol de HCl, o Mg será limitante, se houver menos, o HCl será limitante (ditará quanto de H2 será produzido).
Temos que: C=n/V --->  n=C.V

Exp I.  C=1mol/L   V=100mL=0,1
n(HCl)=1.0,1=0,1mol de HCl
Os dois reagem em proporções iguais. Será produzido 0,05 mol de H2(g)

Exp II.  C=2mol/L   V=100mL=0,1
n(HCl)=2.0,1=0,2mol de HCl   
O Mg será o limitante. Será produzido 0,05 mol de H2(g).

Exp III.  C=3mol/L   V=100mL=0,1
n(HCl)=3.0,1=0,3mol de HCl
O Mg será o limitante. Será produzido 0,05 mol de H2(g)

Exp IV.  C=2mol/L   V=100mL=0,1
n(HCl)=2.0,1=0,2mol de HCl
O Mg será o limitante. Será produzido 0,05 mol de H2(g)

b)Analisando as condições:
Experimento III tem magnésio em pó(maior superfície de contato), com maior temperatura e maior concentração. Essa será a reação com maior velocidade.

Experimento IV tem magnésio em pó com segunda maior temperatura e segunda maior concentração. Essa será a segunda mais rápida.

Experimento II tem magnésio em limalha (menor contato que em pó) e de resto tem condições iguais ao do IV. Está será a terceira mais rápida.

Experimento I tem magnésio em limalha com a menor temperatura e menor concentração, será a mais lenta.

A ordem decrescente de velocidade de reação será:
III>IV>II>I

Espero ter ajudado =)