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Exercício Resolvido c Lei Cinética

Aldeídos são compostos orgânicos caracterizados pela presença de um grupo carbonila terminal. Muitos aldeídos apresentam odor característico, sendo alguns largamente empregados na indústria cosmética. O etanal, ou acetaldeído (CH3CHOCH_3CHO), que tem cheio acre, sofre decomposição de acordo com a reação abaixo:


CH3CHO(g)CH4(g)+CO(g){CH_3CHO}_{(g)} \rightarrow {CH_4}_{(g)}+{CO}_{(g)}


Em certa temperatura, a constante de velocidade da decomposição do acetaldeído é 1,5103 s11,5 \cdot 10^{-3}\ s^{-1}.


c. Considerando um sistema contendo CH3OHCH_3OH em concentração de 2,2 mol/L2,2\ mol/L, será possível perceber o odor do aldeído após duas horas? Justifique com cálculos.


Dados: Limite de percepção do acetaldeído: 0,21 mg/L0,21\ mg/L.

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Primeiro vamos calcular a concentração do aldeído após decorridas as duas horas:


t=26060=7200 st=2 \cdot 60 \cdot 60=7200\ s


Agora, vamos substituir os valores do enunciado na equação da reação de primeira ordem:


ln[A]=ln[A0]ktln[A]=ln[A_0]-k \cdot t


ln[A]=ln(2,2)1,51037200ln[A]=ln(2,2)-1,5 \cdot 10^{-3} \cdot 7200


ln[A]=10,01ln[A]=-10,01


[A]=e10,01[A]=4,48105 mol/L[A]=e^{-10,01} \Rightarrow [A]=4,48 \cdot 10^{-5}\ mol/L


Nós já temos a concentração final de CH3CHOCH_3CHO após duas horas, mas ainda precisamos analisar se será possível sentir o odor do aldeído. Para isso, vamos transformar a concentração dada no enunciado (em mg/Lmg/L) em mol/Lmol/L:


MMCH3CHO=44 g/molMM_{CH_3CHO}=44\ g/mol


1 mol44 g CH3CHO1\ mol \longrightarrow 44\ g\ CH_3CHO

y0,21103 gy \longrightarrow 0,21 \cdot 10^{-3}\ g


y=4,8106 mol/Ly=4,8 \cdot 10^{-6}\ mol/L


Como a concentração do aldeído é maior que o limite de detecção, será possível sentir o odor após 22 horas.


Resposta esperada: [A]=4,48105 mol/L\boldsymbol{[A]=4,48 \cdot 10^{-5}\ mol/L}. Como a concentração do aldeído é maior que o limite de detecção, será possível sentir o odor após 2\boldsymbol{2} horas.

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