Quando a concentração de 2-bromo-2-metilpropano,
, é dobrada, a velocidade da reação
aumenta por um fator de 2. Se as concentrações de
e
são dobradas, o aumento da velocidade é o mesmo, um fator de 2. Quais são as ordens dos reagentes e a ordem total da reação? R: ordem total da reação é de primeira ordem
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. A gente tem uma reação química onde a concentração de 2-bromo-2-metilpropano (
) e de hidróxido (
) estão dobrando, e a velocidade da reação também está dobrando. A matéria que vamos usar aqui é a cinética química, especificamente a lei da velocidade das reações. Vamos precisar entender como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes para descobrir as ordens dos reagentes e a ordem total da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a lei da velocidade geral de uma reação pode ser escrita assim:
Aqui,
é a constante de velocidade, e
e
são as ordens da reação em relação a cada reagente.
Passo 3
Segundo, a questão diz que quando a concentração de
é dobrada, a velocidade também dobra. Vamos expressar isso:
Simplificando, temos:
Para que isso seja verdade,
precisa ser igual a 1.
Passo 4
Agora, vamos analisar a segunda parte: quando as concentrações de
e
são dobradas juntas, a velocidade dobra novamente. Vamos colocar isso na equação da velocidade:
Sabemos que
, então:
Dividindo ambos os lados por 2:
Isso só é possível se
.
Passo 5
Então, descobrimos que a ordem da reação em relação a
é 1 e em relação a
é 0. A ordem total da reação é a soma dessas ordens:
Resposta
A reação é de primeira ordem no
, de ordem zero no
, e a ordem total da reação é de primeira ordem.