Acredita-se que a decomposição do NO2 Cl envolve um mecanismo de duas etapas: 1 ^ a : NO2 Cl NO2+Cl e 2^ a : NO2 Cl+Cl NO2+Cl2. Qual seria a lei da velocidade experimental observada, se a primeira etapa fosse lenta e a segunda fosse rápida?

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. A gente está trabalhando com cinética química, que é o estudo de como as reações químicas acontecem no tempo. O exercício fala sobre a decomposição do NO2Cl que ocorre em duas etapas. Queremos descobrir qual é a lei da velocidade experimental quando a primeira etapa é a mais lenta (ou seja, a que controla a velocidade total da reação) e a segunda etapa é rápida. Para resolver isso, vamos precisar identificar qual etapa é a determinante da velocidade e usar isso para formular a lei da velocidade.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar qual das duas etapas é a lenta. A questão já nos diz que a primeira etapa é a lenta. Isso é importante porque, em mecanismos de reação, a etapa lenta geralmente é a que determina a velocidade final da reação. Então, a velocidade da reação inteira vai depender dessa primeira etapa.

Passo 3

Agora, vamos olhar para a primeira etapa:
NO2Cl NO2 + Cl
Como essa etapa é a lenta e ela envolve apenas uma molécula de NO2Cl se decompondo, a lei da velocidade será baseada nessa etapa. Em cinética, se uma etapa é lenta e envolve uma reagente, a velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração desse reagente.

Passo 4

Então, a lei da velocidade fica:
v = k [NO2Cl]
Onde:
  • v é a velocidade da reação,
  • k é a constante de velocidade,
  • [NO2Cl] é a concentração de NO2Cl.

Resposta

A lei da velocidade experimental observada é:
v = k [NO2Cl]

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