2 CO(g)+2 NO(g) N2(g)+CO2(g)
A velocidade desta reação foi determinada a 25^circ C e os resultados estão na tabela seguinte:
Experimento [NO] mol/L [CO] mol/L Velocidade (mol/L s)
1 0,263 0,826 1,44 times 10^-5
2 0,263 0,206 1,44 times 10^-5
3 0,526 0,413 5,76 times 10^-5
a. Determine a lei de velocidade para a reação.
b. Calcule a constante de velocidade ( k ) a 250 C . (k=2,08 times 10^-4)
c. Calcule a velocidade de formação do CO2 quando [NO]=[CO]=0,500 mol / L (v=2,6 times 10^-5 mol / L s)

Passo 1

Então, galera, temos uma reação química envolvendo monóxido de carbono (CO) e monóxido de nitrogênio (NO) que forma nitrogênio (N₂) e dióxido de carbono (CO₂). A gente vai trabalhar com cinética química, que estuda a velocidade das reações. Nosso objetivo aqui é encontrar a lei da velocidade dessa reação usando os dados da tabela fornecida. Vamos precisar entender como a concentração dos reagentes influencia a velocidade da reação e, depois, calcular a constante de velocidade e a velocidade de formação do CO₂ em certas condições.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para os experimentos 1 e 2 da tabela. Ambos têm a mesma concentração de NO (0,263 mol/L), mas diferem na concentração de CO. No experimento 1, [CO] = 0,826 mol/L e a velocidade é mol/L·s. No experimento 2, [CO] = 0,206 mol/L e a velocidade é a mesma. Isso mostra que quando a concentração de CO dobra (de 0,206 para 0,826 mol/L), a velocidade não muda. Isso sugere que a reação é de primeira ordem em [NO] e de zero ordem em [CO].

Passo 3

Agora, vamos usar o experimento 3 para confirmar isso. No experimento 3, [NO] = 0,526 mol/L (que é o dobro de 0,263 mol/L) e [CO] = 0,413 mol/L (duas vezes 0,206 mol/L do experimento 2). A velocidade aqui é mol/L·s, que é quatro vezes a velocidade do experimento 1. Isso confirma que a velocidade depende da concentração de NO ao quadrado (já que ) e não depende da concentração de CO.

Passo 4

Com essas informações, podemos escrever a lei da velocidade. Se a velocidade é proporcional à concentração de NO ao quadrado e independente da concentração de CO, a lei da velocidade fica:
v = k [NO]^2 [CO]^0
Como qualquer número elevado a zero é 1, simplificamos para:
v = k [NO]^2

Passo 5

Para determinar a constante de velocidade v = 1,44 times 10^-5 , mol/L·s, [NO] = 0,263 , mol/L a 25°C, vamos usar os dados do experimento 1. Sabemos que:
1,44 times 10^-5 = k (0,263)^2
Substituindo na lei da velocidade:
k = 1,44 times 10^-5(0,263)^2 approx 2,08 times 10^-4 , L^2/mol^2cdots
Resolvendo para :

Passo 6

Por fim, para calcular a velocidade de formação de CO₂ quando [NO] = [CO] = 0,500 mol/L, usamos a lei da velocidade que encontramos:
v = k [NO]^2 = 2,08 times 10^-4 times (0,500)^2
Calculando:
v = 2,08 times 10^-4 times 0,25 = 5,20 times 10^-5 , mol/L·s

Resposta

a. A lei de velocidade é .
b. A constante de velocidade a 25°C é .
c. A velocidade de formação de quando é .

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