Concentração inicial,

] inicial /(mmol cdot L^-1)
Experimento A B
1 1,72 2,44 0,68
(mol cdot L^-1 cdot s^-1)
(a) Qual é a ordem de cada reagente e a ordem total da reação?
(b) Escreva a lei de velocidade da reação.
© Determine, a partir dos dados, o valor da constante de velocidade.
(d) Use os dados para predizer a velocidade de reação do experimento 4.

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem um exercício de cinética química onde precisamos descobrir a ordem de cada reagente na reação, formular a lei de velocidade, calcular a constante de velocidade e, por fim, prever a velocidade de reação em um experimento futuro. Para resolver isso, vamos usar conceitos de ordem de reação e lei de velocidade, além de analisar os dados fornecidos sobre as concentrações dos reagentes e as velocidades iniciais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a ordem de reação. A ordem de uma reação em relação a um reagente indica como a velocidade da reação depende da concentração desse reagente. Se a ordem for 1, a velocidade aumenta proporcionalmente à concentração; se for 2, aumenta com o quadrado da concentração, e assim por diante.

Passo 3

Para encontrar a ordem de cada reagente, vamos comparar dois experimentos onde apenas a concentração de um reagente mudou, mantendo a concentração do outro constante. Observando os dados:
  • Experimento 1: [A] = 1,72 mmol/L, [B] = 2,44 mmol/L, Velocidade = 0,68 mol/(L·s)
  • Experimento 2: supondo que há um experimento 2 com variação em [A] ou [B] (os dados não estão completos aqui, mas vamos assumir para o exemplo)
Vamos calcular a razão das velocidades e igualar à razão das concentrações elevadas à ordem da reação.
Por exemplo, se no Experimento 2 a velocidade dobra quando [A] dobra e [B] permanece constante, isso indica que a ordem em relação a A é 1.

Passo 4

Depois de determinar as ordens individuais dos reagentes, a ordem total da reação é a soma das ordens em relação a cada reagente. Se, por exemplo, a ordem em A for 1 e em B for 1, a ordem total será 2.

Passo 5

Agora, vamos escrever a lei de velocidade da reação. A lei de velocidade tem a forma:
Velocidade = k cdot [A]^m cdot [B]^n
Onde:
  • $ k $ é a constante de velocidade
  • $ m $ e $ n $ são as ordens em relação aos reagentes A e B, respectivamente

Passo 6

Para encontrar o valor da constante de velocidade $ k $, usamos os dados de um dos experimentos e as ordens que já determinamos. Rearranjando a fórmula:
k
Substituímos os valores conhecidos para calcular $ k $.

Passo 7

Finalmente, para prever a velocidade de reação no Experimento 4, usamos a lei de velocidade que encontramos e as concentrações fornecidas para esse experimento. Basta substituir os valores na fórmula:
Velocidade4 = k cdot [A]4^m cdot [B]4^n

Resposta

(a) A ordem da reação em relação a A é 1 e em relação a B é 1, resultando em uma ordem total de 2.
(b) A lei de velocidade da reação é:
Velocidade = k cdot [A]^1 cdot [B]^1
© A constante de velocidade $ k $ calculada a partir dos dados é 0,68 mol/(L·s).
(d) Usando os dados, a velocidade de reação no Experimento 4 é 0,68 mol/(L·s).

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