Caso a ordem de reação fosse desconhecida, seria necessário determiná-la. Descreva claramente como é possivel determinar a ordem de reação em relação ao a partir de dados experimentais da variação de concentração de em função do tempo de reação. Leve em conta o tratamento de dados necessário.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre como descobrir a ordem de reação em relação ao . Basicamente, queremos saber como a concentração desse reagente influencia a velocidade da reação. Para isso, vamos usar dados experimentais que mostram como a concentração de muda ao longo do tempo. Vamos precisar entender um pouco de cinética química e como tratar os dados para determinar essa ordem.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a ordem de reação. É um número que indica como a velocidade da reação depende da concentração dos reagentes. A velocidade pode ser expressa pela equação:
Aqui, é a constante da reação e é a ordem em relação ao . Nosso objetivo é encontrar o valor de .

Passo 3

Para determinar , podemos usar diferentes métodos, como o método das ordens ou o gráfico de velocidade. Vamos optar pelo método gráfico, pois é mais visual e ajuda a identificar a ordem de forma mais clara.

Passo 4

Primeiro, precisamos transformar os dados de concentração vs. tempo em diferentes formas, dependendo da ordem que estamos testando:
  • Ordem zero ( ): A concentração decresce de forma linear com o tempo.
  • Ordem primeira ( ): O logaritmo da concentração decresce linearmente com o tempo.
  • Ordem segunda ( ): O inverso da concentração aumenta linearmente com o tempo.

Passo 5

Com os dados experimentais em mãos, vamos calcular as três transformações acima para cada ponto de tempo registrado. Isso nos dará três conjuntos de dados:
  1. vs.
  2. vs.
  3. vs.

Passo 6

Em seguida, plotamos esses três gráficos separadamente. A ideia é ver qual deles resulta em uma linha reta, pois isso indicará a ordem da reação:
  • Se o gráfico de vs. for linear, a reação é de ordem zero.
  • Se o gráfico de vs. for linear, a reação é de ordem primeira.
  • Se o gráfico de vs. for linear, a reação é de ordem segunda.

Passo 7

Depois de identificar qual gráfico é linear, podemos concluir que a ordem de reação em relação ao corresponde àquela que gerou a reta. Além disso, a inclinação dessa reta nos dá a constante de velocidade para aquela ordem específica.

Resposta

Portanto, ao tratar os dados experimentais transformando-os e plotando os gráficos correspondentes, identificamos qual transformação resulta em uma linha reta. Isso nos permite determinar a ordem de reação em relação ao , seja ela zero, primeira ou segunda, com base na linearidade observada nos gráficos.

Exercícios relacionados

Analise, a partir da análise da equação e consideraçőes a respeito das aproximaçőes utilizadas, se essa equação pode explicar os seguintes resultados experimentais para reações com catálise enzimática: (i) para uma concentração inicial de substrato [ S , a velocidade inicial de reação é proporcional à concentraçăo total de enzima, [E] o; (ii) Para uma certa e valores baixos de , a velocidade de reação depende de ; (iii) Para altos valores de a velocidade inicial de formação de produtos não depende de , e atinge a velocidade máxima de reação enzimática ( ).
O radical ClO decai rapidamente através da reação . Os dados de concentraçăo do ClO (dada ) em função do tempo de reação (dado em s) foram obtidos e apresentados abaixo:

Determine a constante de velocidade para dessa reação e o tempo de meia-vida do radial ClO.
Explique e justifique o deve acontecer se na reação acima for quadruplicada a concentração inicial de .
Um dos mais importantes fenômenos que envolvem catálise é a ação catalítica de enzimas. Para esse tipo de reação catalítica, o mecanismo de Michaelis-Menten foi proposto como uma sequência de três reaçőes elementares:
,
enzima; substrato; complexo enzima- substrato; produtos)
e o resultado da lei de velocidade prevista foi: , onde:
Obtenha a expressão para a velocidade prevista pelo modelo a partir das reações elementares propostas.