Sabe-se que a velocidade da reação é duplicada quando a concentração do acetato ou da hidroxila são duplicadas. Em
um experimento, a
, 50 ml de uma solução
de NaOH e 50 ml de uma solução
de acetato de sódio foram misturadas. Após 25 segundos, 50 ml de uma solução
de HCl foram adicionados. Realizou-se a titulação da mistura total com uma solução 0,010 de NaOH e 10 ml foram gastos. Calcule a constante cinética da reação (
0,089 unidades).
um experimento, a
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação química envolvendo acetato de sódio e hidróxido de sódio que reage formando acetato e etanol. A gente precisa calcular a constante cinética dessa reação, ou seja, o quanto de rapidez essa reação acontece. Para isso, vamos precisar entender as concentrações das soluções que foram misturadas, como elas mudaram ao longo do tempo, e usar a relação entre a velocidade da reação e as concentrações dos reagentes.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular as concentrações iniciais das soluções que foram misturadas. A gente tem 50 mL de uma solução de NaOH 0,20 M e 50 mL de uma solução de acetato de sódio 0,01 M. Quando misturamos esses dois, o volume total fica 100 mL.
Para encontrar a concentração final de cada reagente na mistura:
Para o NaOH:
Para o acetato de sódio:
Passo 3
Depois desses 50 mL iniciais, após 25 segundos, a gente adiciona mais 50 mL de uma solução de HCl 0,20 M. Isso vai reagir com o NaOH presente na mistura. Vamos calcular quanto de HCl foi adicionado:
O HCl vai neutralizar o NaOH:
Como tínhamos 50 mL de NaOH 0,10 M:
Portanto, o HCl adicionado (10 mmol) vai neutralizar todo o NaOH (5 mmol) e ainda sobrar 5 mmol de HCl.
Passo 4
Agora, precisamos considerar a titulação com NaOH 0,010 M. Foram gastos 10 mL dessa solução para neutralizar o excesso de HCl. Vamos calcular a quantidade de NaOH usada na titulação:
Isso significa que havia 0,1 mmol de HCl sobrando na mistura após a reação inicial.
Passo 5
Agora, vamos ligar essa informação com a velocidade da reação. Sabemos que a velocidade da reação dobrou quando as concentrações de acetato ou hidroxila foram duplicadas. A variação na concentração de HCl nos dá uma ideia de como a reação está progredindo ao longo do tempo.
A constante cinética
pode ser calculada usando a relação entre a velocidade da reação e as concentrações dos reagentes. Considerando a variação de concentração ao longo dos 25 segundos, temos:
Convertendo para as unidades dadas na questão:
Resposta
A constante cinética da reação é
unidades.
Exercícios relacionados
Determine as ordens de reação com relação aos reagentes e a constante cinética a partir da Tabela 1.
Tabela 1: Velocidade da reação em função de várias concentrações dos reagentes A e B.
Tabela 1: Velocidade da reação em função de várias concentrações dos reagentes A e B.
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0,1 | 0,1 |
|
0,2 | 0,1 |
|
0,4 | 0,1 |
|
0,2 | 0,2 |
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(Resp.:
, ordem de
e ordem de
)
|
3,5 | 10,0 | 16,7 | 25,7 | 33,5 | 39,2 |
---|---|---|---|---|---|---|
|
101 | 136 | 153 | 162 | 165 | 166 |
Prove que essa adsorção segue o modelo de Langmuir e calcule
e K .
Derive:
Determine a ordem de reação, a constante cinética e a molaridade do
após 43,8 horas. (Considere que
esteja em excesso).
Tabela 2: Variação da concentração de com o tempo.
Tabela 2: Variação da concentração de
|
0 | 3,15 | 6,2 | 10 | 18,3 | 30,8 |
---|---|---|---|---|---|---|
|
10,39 | 8,96 | 7,76 | 6,39 | 3,53 | 2,07 |
(Resp.: Ordem
)