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Química

ITA 2027 Química — Questão 29

Um estudante pretende realizar um estudo cinético de uma reação do tipo Q→R+T\mathrm{Q \rightarrow R + T}. Para isso, ele irá acompanhar a concentração de Q ao longo do tempo. Antes de iniciar os experimentos, ele estabelece as seguintes hipóteses:

I. Variar a concentração inicial de Q permite determinar a ordem da reação, desde que a temperatura seja mantida constante.

II. Conhecendo a ordem da reação, é possível determinar a energia de ativação a partir de experimentos realizados em diferentes temperaturas.

III. Conhecendo a constante de velocidade em uma determinada temperatura, é possível determinar a constante de velocidade em uma temperatura 10 °C mais alta, sem a necessidade de novos experimentos.

IV. Se a reação for de primeira ordem, o tempo de meia-vida não depende da concentração inicial de Q.

V. Conhecendo a energia de ativação e a ordem de reação, é possível determinar a constante de velocidade em qualquer temperatura, desde que esses parâmetros permaneçam constantes na faixa de temperatura considerada.

Das hipóteses acima, estão ERRADAS

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Só quero ver o gabarito

Gabarito oficial do ITA 2027 Química, questão 29: alternativa D

apenas III e V.

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você sabe exatamente que dados a equação de Arrhenius exige: dois parâmetros (A e Ea), ou um k conhecido mais Ea, para prever k em outra temperatura.

Por onde começar · passo 1 de 4

Lembre o que a equação de Arrhenius pede

Quantas incógnitas tem k(T), e quantos dados você precisa para fixá-las?

k=A e−Ea/RTk = A\,e^{-E_a/RT} tem dois parâmetros, A e Ea. Na forma de duas temperaturas, ln⁡(k2/k1)=−EaR(1T2−1T1)\ln(k_2/k_1) = -\frac{E_a}{R}\left(\frac{1}{T_2} - \frac{1}{T_1}\right): para achar k2k_2 você precisa de k1k_1 e de EaE_a. A ordem da reação não aparece aqui.

A armadilha

A V soa completa ('energia de ativação e ordem'), mas a ordem não entra na equação de Arrhenius: falta um valor de k (ou o fator A). Quem acha que a V está certa marca A, C ou E.

Quem cai nela marca A, C, E.

hipóteseo que afirmavereditopor quê
Iordem via [Q]₀ variável, T fixacertamétodo das velocidades iniciais
IIEa via várias temperaturascertaln k × 1/T tem inclinação −Ea/R
IIIk a T+10 só com k a TERRADAfalta Ea
IVt₁/₂ não depende de [Q]₀ (1ª ordem)certat₁/₂ = ln 2/k
Vk em qualquer T com Ea e ordemERRADAfalta um k (ou A); ordem não entra
As duas hipóteses erradas esquecem um dos dois dados que Arrhenius exige.

Na resolução completa vêm os outros 3 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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🧭 Explicação detalhada ITA

O que a questão pede

Achar as duas hipóteses erradas de um plano de estudo cinético. Por trás de cada uma está a pergunta: que dados são suficientes para obter ordem, energia de ativação e constante de velocidade?

Antes de começar, revise

  • Lei de velocidade e ordem
  • Equação de Arrhenius
  • Forma de duas temperaturas
  • Meia-vida de 1ª ordem

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