Experiment Initial rate
1 0.010 0.025
2 0.0050 0.025
3 0.010 0.0125
a) Qual é a lei de velocidade da reação ?, b) Calcule a constante de velocidade da reação, c) Proponha um mecanismo para a reação, consistente com a lei de velocidade.
Estudos feitos em faixas mais amplas de concentrações de reagentes mostram que a lei de velocidade fica:
d) Como fica a lei de velocidade para concentrações bem baixas e concentrações bem altas de ?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação química:
E nos dão uma tabela com diferentes concentrações de e , além das taxas iniciais da reação. A matéria aqui é Cinética Química, que estuda a velocidade das reações e como diferentes fatores a afetam. Vamos precisar aplicar a Lei da Velocidade para determinar como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar a lei de velocidade da reação. A lei de velocidade geral tem a forma:
Onde é a constante de velocidade, e e são as ordens da reação em relação a e , respectivamente. Nosso objetivo é encontrar os valores de , e .

Passo 3

Vamos comparar os experimentos 1 e 2 para ver como a variação de afeta a taxa, mantendo a concentração de constante ( ).
  • Experimento 1: , taxa =
  • Experimento 2: , taxa =
A concentração de foi reduzida pela metade, e a taxa também foi reduzida pela metade. Isso sugere que a ordem em relação a ( ) é 1.

Passo 4

Agora, vamos comparar os experimentos 1 e 3 para ver como a variação de afeta a taxa, mantendo a concentração de constante ( ).
  • Experimento 1: , taxa =
  • Experimento 3: , taxa =
A concentração de foi reduzida pela metade, e a taxa também foi reduzida pela metade. Isso sugere que a ordem em relação a ( ) é 1.

Passo 5

Com isso, a lei de velocidade fica:
Agora, vamos encontrar a constante de velocidade . Podemos usar qualquer um dos experimentos; vamos usar o experimento 1.

Passo 6

Resolvendo para :

Passo 7

Agora, propomos um mecanismo consistente com a lei de velocidade. Uma possibilidade é que a reação ocorra em duas etapas, sendo a etapa lenta a que determina a velocidade:
A etapa lenta envolve a reação de com , o que está de acordo com a lei de velocidade encontrada.

Resposta

A lei de velocidade da reação é e a constante de velocidade é .

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Qual a radioatividade de 10 mg de , em Curie (Ci)
Uma unidade utilizada para a radioatividade de radionuclídeos é o Curie (Ci), que corresponde ao número de desintegrações por segundo de 1 g do radionuclídeo.
Em meio fortemente ácido e com excesso de ácido fórmico, a reação é de primeira ordem em , com constante de velocidade de pseudoprimeira ordem k. Em certa temperatura, foram obtidos os seguintes valores para essa constante, para várias concentrações de HCOOH e .
0,10 0,12 7,00
0,10 0,05 2,92
0,12 0,15 2,80
0,22 0,15 5,13
a) Determine a ordem da reação em relação a HCOOH.
b) Determine a ordem da reação em relação a .
c) Calcule o valor médio da constante de velocidade experimental.
São propostos dois mecanismos para essa reação:
I)

II) ,
,
,
Nesses mecanismos, as reações de constantes de velocidade e , são, respectivamente, as etapas determinantes da velocidade da reação.
a) Deduza a equação da velocidade de formação de brometo de etila de acordo com os dois mecanismos.
b) A constante de velocidade experimental depende do haleto, decrescendo na ordem . Qual dos dois mecanismos essa observação sustenta? Por quê?
(1)
(2)
Qual a quantidade máxima, em porcentagem que se pode obter do ceteno , nessa temperatura?