Considere a reação descrita por: NO Produtos
Utilizando os dados de velocidade inicial obtidos a 298,15 K tabelados abaixo, responda:
Experimento torr torr s
1 400 159 34
2 400 300 125
3 289 400 160
4 205 400 110
5 147 400
(a) Determine a lei de velocidade diga qual a ordem global.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem uma reação onde o gás NO reage com o H₂ para formar produtos. A questão te dá dados de velocidade inicial para diferentes experimentos a uma temperatura de 298,15 K. Nosso objetivo aqui é determinar a lei de velocidade dessa reação e descobrir qual é a ordem global da reação. Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinética química, especificamente como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que a lei de velocidade geral para uma reação como essa pode ser escrita da seguinte forma:
Aqui:
  • é a constante de velocidade,
  • é a pressão parcial de H₂,
  • é a pressão parcial de NO,
  • e são as ordens da reação em relação ao H₂ e ao NO, respectivamente.
Nosso objetivo é encontrar os valores de e .

Passo 3

Vamos começar determinando a ordem da reação em relação ao H₂ ( ). Para isso, comparamos os experimentos onde a concentração de NO permanece constante, mas a concentração de H₂ varia. Observando os dados:
  • Experimento 3: torr, torr, torr/s
  • Experimento 4: torr, torr, torr/s
Usamos a relação da lei de velocidade:
Substituindo os valores:
Calculando as razões:
Então:
Para encontrar , tomamos o logaritmo de ambos os lados:
Arredondando, .

Passo 4

Agora, vamos determinar a ordem da reação em relação ao NO ( ). Para isso, comparamos os experimentos onde a concentração de H₂ permanece constante, mas a concentração de NO varia. Observando os dados:
  • Experimento 1: torr, torr, torr/s
  • Experimento 2: torr, torr, torr/s
Usamos a relação da lei de velocidade:
Substituindo os valores:
Então:
Para encontrar , tomamos o logaritmo de ambos os lados:
Arredondando, .

Passo 5

Agora que temos os valores de e , podemos escrever a lei de velocidade da reação:
A ordem global da reação é a soma das ordens individuais:

Resposta

A lei de velocidade da reação é:
A ordem global da reação é 3.

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