FACID 2012.1 - CINÉTICA QUÍMICA

Os óxidos de nitrogênio, globalmente designados por NOx, estão intimamente associados com os problemas de poluição do ar conhecidos como Smog Fotoquímico, Buraco do Ozônio e Chuva Ácida. Do ponto de vista de poluição atmosférica, o dióxido de nitrogênio (NO₂) é particularmente importante. Este composto provém da combustão de combustíveis fósseis, como resultado da combinação rápida do nitrogênio existente no ar ou no combustível, com o oxigênio atmosférico, em altas temperaturas. Nas condições ambientes o NO₂ e N2O4, encontram-se em equilíbrio, como indicado:

N₂O₄ (g) => 2 NO₂(g)

Sabendo que a energia de ativação para a reação de dissociação de N₂O₄ é de 70 kJ e a entalpia da reação é de 57 kJ.mol-1, a energia de ativação para a reação de dimerização de NO₂ para N₂O₄ é:

A) 6,5 kJ

B) 13 kJ

C) 26 kJ

D) 127 kJ

E) 254 kJ

COMENTÁRIOS:

Onde:

E₁ = energia própria dos reagentes
E₂ = energia do complexo ativado
b = energia de ativação da reação direta R → P (E₂ – E₁)
b + c = energia de ativação da reação inversa P → R (E₂ – E₃)
c = ∆H (variação de entalpia) da reação (variação total da energia).
E₃ = energia própria dos produtos

RESOLUÇÃO:

REAÇÃO DIRETA: DISSOCIAÇÃO DO N₂O₄

                                  N₂O₄ (g) => 2 NO₂(g)

Atribuindo para a reação direta:  

H (complexo ativado-ca) = 70kJ

H (produto-p) = 57 kJ

H (reagente-r) = 0 kJ

Teremos:  

(Eat = Hca – Hr) Eat  = 70kJ  

(∆H = Hp – Hr)  ∆H  = 57 kJ

REAÇÃO INVERSA:  DIMERIZAÇÃO DE  NO₂ PARA N₂O₄

                                         2 NO₂ (g) =>  N₂O₄(g)

Reagente (Produto) => Produto (Reagente)

Então, temos:

H (complexo ativado) = 70kJ

H (produto) = 0 kJ

H (reagente) = 57 kJ

(∆H = Hp – Hr)  ∆H  = - 57 kJ

Eat = Hca – Hr  

Eat = 70 – 57

Eat = 13 kJ

LETRA: B