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:
-
vs. -
vs. -
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.