Problema 8 · Química Bàsica I UB 2020

Problema 8. Cinètica de descomposició del pentòxid de dinitrogen

En un recipient tancat de volum $V = 0{,}5\text{ L}$ a una temperatura constant de $T = 303\text{ K}$, s'introdueixen $0{,}1\text{ mol}$ de pentòxid de dinitrogen gasós, produint-se la reacció de descomposició següent:

$$2\text{ N}_2\text{O}_5\text{(g)} \longrightarrow 4\text{ NO}_2\text{(g)} + \text{O}_2\text{(g)}$$

Se sap que el temps de semivida de la reacció és de $t_{1/2} = 2{,}4\text{ h}$ i que la reacció segueix una cinètica de primer ordre.

a.

Calculeu la pressió inicial ($P_i$) exercida pel $\text{N}_2\text{O}_5$ abans que comenci a descompondre's (prenent $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}/(\text{mol}\cdot\text{K})$).

b.

Determineu la constant cinètica de velocitat $k$ expressada en $\text{s}^{-1}$.

s⁻¹

c.

Calculeu les pressions parcials de cadascun dels gasos presents al recipient en el temps de semivida ($t = 2{,}4\text{ h}$).

d.

Determineu el temps que ha de transcórrer perquè la pressió parcial de $\text{N}_2\text{O}_5$ es redueixi fins a un 8% del seu valor inicial ($P = 0{,}08\,P_i$).