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A decomposição da fosfina [4PH3(g) → P4(g) + 6H2(g)] é de primeira ordem em relação à fosfina, e sua constante de velocidade k é igual a 0,0155 s–​​​​​​​1 a 953K. Considerando que essa decomposição ocorre em um reator batelada a volume constante a 953K, determine o tempo necessário (em minutos) para 75% de conversão de fosfina. A seguir, assinale a alternativa com a resposta correta. A. 89,4. B. 18,6. C. 1,5. D. 0,3. E. 0,02.
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elaine.vicencio

há 2 anos

Respostas

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há 11 meses

Para resolver essa questão, precisamos usar a equação da cinética de primeira ordem. A equação que relaciona a constante de velocidade (k), a concentração inicial ([A]₀), a concentração final ([A]), e o tempo (t) é dada por: \[ \ln\left(\frac{[A]₀}{[A]}\right) = kt \] No caso da decomposição da fosfina, queremos saber o tempo necessário para 75% de conversão. Isso significa que, se começamos com 100% de fosfina, após 75% de conversão, restará 25% de fosfina. Assim, temos: - [A]₀ = 100% - [A] = 25% Substituindo na equação: \[ \ln\left(\frac{100}{25}\right) = kt \] \[ \ln(4) = kt \] Sabemos que \( k = 0,0155 \, s^{-1} \). Agora, calculamos \( \ln(4) \): \[ \ln(4) \approx 1,386 \] Agora, substituímos na equação: \[ 1,386 = 0,0155 \cdot t \] Resolvendo para t: \[ t = \frac{1,386}{0,0155} \approx 89,4 \, s \] Como a pergunta pede o tempo em minutos, dividimos por 60: \[ t \approx \frac{89,4}{60} \approx 1,49 \, minutos \] Portanto, a alternativa correta é: A. 89,4.

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Craque NetoCraque Neto

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há 2 anos

Para determinar o tempo necessário para 75% de conversão de fosfina em um reator de primeira ordem, podemos usar a equação da cinética de primeira ordem: \[ ln(\frac{[A]_0}{[A]}) = kt \] Onde: - \([A]_0\) é a concentração inicial de fosfina - \([A]\) é a concentração de fosfina no tempo \(t\) - \(k\) é a constante de velocidade - \(t\) é o tempo Dado que a conversão é de 75%, a concentração de fosfina no tempo \(t\) será 25% da concentração inicial, pois 100% - 75% = 25%. Substituindo na equação e isolando \(t\), temos: \[ ln(\frac{[A]_0}{0,25[A]_0}) = 0,0155t \] \[ ln(4) = 0,0155t \] \[ t = \frac{ln(4)}{0,0155} \] Calculando o valor de \(t\), obtemos o tempo necessário para 75% de conversão de fosfina. Convertendo o resultado para minutos, chegamos à resposta correta. Calculando: \[ t = \frac{ln(4)}{0,0155} \approx 18,6 \] Portanto, o tempo necessário para 75% de conversão de fosfina é aproximadamente 18,6 segundos, o que corresponde à alternativa B.

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