Dissertativa 2 - 2ª Fase - Dia 2 - ITA 2026

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Questão 2

Dissertativa

A decomposição do peróxido de hidrogênio $(H_{2} O_{2})$ ocorre segundo esta equação: $2 H_{2} O_{2} (aq) \to 2 H_{2} O (l) + O_{2} (g)$ . Em um experimento, 100 mL de uma solução 0,5 $mol \cdot L^{- 1}$ de $H_{2} O_{2}$ decompõem-se na presença de um catalisador. Sabendo que a constante de velocidade é 0,0693 $\min^{- 1}$ , calcule os seguintes valores numéricos:

a) volume de $O_{2} (g)$ produzido a 25 °C e 1 atm, ao término da reação;

b) concentração de $H_{2} O_{2}$ restante em 5 minutos.

Resolução:

a) $2 H_{2} O_{2} (aq) ⟶ 2 H_{2} {O(l)}_{} + O_{2} (g)$

$\begin{matrix} 2 mol H_{2} O_{2} & __________ & 1 mol O_{2} \\ [H_{2} O_{2}] \cdot V_{H_{2} O_{2}} = 0, 5 \frac{mol}{L} \cdot 0, 1 L & __________ & n_{O_{2}} & \underset{}{\to} n_{O_{2}} = \frac{0, 05 mol}{2} = 0, 025 mol \end{matrix} PV = nRT \to 1 \cdot V = 0, 025 \cdot 0, 082 \cdot 298 ⟶ V = 0, 6109 L$

b) Como a unidade da constante cinética é $\min^{- 1}$ , tem-se uma cinética de 1ª ordem. Assim:

${[H_{2} O_{2}]}_{t} = {[H_{2} O_{2}]}_{0} \cdot e^{- kt} \ln {[H_{2} O_{2}]}_{t} = \ln {[H_{2} O_{2}]}_{0} - kt \ln {[H_{2} O_{2}]}_{t} = \ln 0, 5 - 0, 0693 \cdot 5 \ln {[H_{2} O_{2}]}_{t} = - \ln 2 - 0, 0693 \cdot 5 = - 0, 693 = - 10 \cdot 0, 0693 \ln {[H_{2} O_{2}]}_{t} = - 15 \cdot 0, 0693 = - 1, 0395 = - 3 \cdot 0, 3465 {[H_{2} O_{2}]}_{t} = {(e^{- 0, 3465})}^{3} = {(0, 707)}^{3} = 0, 353 mol$

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