A certain reaction has the following equation:
.
Experiments yielded the following results:
Experiments yielded the following results:
Initial Concentrations <br>
|
||
---|---|---|
|
|
Initial Rate of Formation <br> of
|
0.40 | 0.30 |
|
0.60 | 0.30 |
|
0.80 | 0.60 |
|
(a) What is the rate law for the reaction? (b) What is the value of the rate constant?
© What are the units for the rate constant? (d) What is the overall order of this reaction?
© What are the units for the rate constant? (d) What is the overall order of this reaction?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de cinética química juntos! A gente tem uma reação onde A e B reagem para formar C e D, e algumas concentrações iniciais foram medidas junto com a taxa de formação de C. Nosso objetivo é descobrir a lei de velocidade dessa reação, calcular a constante de velocidade, encontrar as unidades dessa constante e determinar a ordem total da reação. Para isso, vamos precisar usar conceitos de leis de velocidade e como elas se relacionam com as concentrações dos reagentes.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a lei de velocidade da reação. A lei de velocidade geralmente tem a forma:
Aqui,
é a constante de velocidade, e
e
são as ordens da reação em relação a A e B, respectivamente.
Vamos usar os dados dos experimentos para determinar
e
.
Passo 3
Vamos comparar o Experimento 1 e o 2 para encontrar a ordem em relação a A, mantendo
constante.
No Experimento 1:
-
- Velocidade =
No Experimento 2:
-
- Velocidade =
Usando a relação:
Substituindo os valores:
Resolvendo para
:
Passo 4
Agora, vamos comparar o Experimento 2 e o 3 para encontrar a ordem em relação a B, mantendo
variável.
No Experimento 2:
-
- Velocidade =
No Experimento 3:
-
- Velocidade =
Usando a relação:
Resolvendo para
:
Arredondando, temos
.
Passo 5
Agora que temos
e
, podemos escrever a lei de velocidade:
Passo 6
Vamos calcular a constante de velocidade
usando o Experimento 1:
Passo 7
Para encontrar as unidades de
, usamos a lei de velocidade:
Passo 8
Por fim, a ordem total da reação é a soma das ordens individuais:
Resposta
(a) A lei de velocidade é
.
(b) O valor da constante de velocidade é
.
© As unidades para a constante de velocidade são
.
(d) A ordem total da reação é 5.