Caso a ordem de reação fosse desconhecida, seria necessário determiná-la. Descreva claramente como é possivel determinar a ordem de reação em relação ao N2 O5(g) a partir de dados experimentais da variação de concentração de N2 O5 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 N2O5(g). 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 N2O5 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:
Velocidade = k [N2O5]^n
Aqui, k é a constante da reação e n é a ordem em relação ao N2O5. Nosso objetivo é encontrar o valor de n.

Passo 3

Para determinar n, 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 ( n=0): A concentração decresce de forma linear com o tempo.
    [N2O5] = [N2O5]0 - kt
  • Ordem primeira ( n=1): O logaritmo da concentração decresce linearmente com o tempo.
    ln[N2O5] = ln[N2O5]0 - kt
  • Ordem segunda ( n=2): O inverso da concentração aumenta linearmente com o tempo.
    1[N2O5] = 1[N2O5]0 + kt

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. [N2O5] vs. t
  2. ln[N2O5] vs. t
  3. 1[N2O5] vs. t

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 [N2O5] vs. t for linear, a reação é de ordem zero.
  • Se o gráfico de ln[N2O5] vs. t for linear, a reação é de ordem primeira.
  • Se o gráfico de 1[N2O5] vs. t 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 N2O5 corresponde àquela que gerou a reta. Além disso, a inclinação dessa reta nos dá a constante de velocidade k 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 N2O5, seja ela zero, primeira ou segunda, com base na linearidade observada nos gráficos.

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