Dados para a reação 2 NO(g)+Br2(g) 2 NOBr(g) são fornecidas na tabela a seguir:
Experimento [NO] <br> (mmol L^-1) [Br2] <br> (mmol L^-1) Velocidade inicial <br> (mol L^-1 s^-1)
1^circ 0,1 0,2 2,4 times 10^-2
2^circ 0,4 0,2 0,384
3^circ 0,1 0,5 6,0 times 10^-2
3a
Qual é a ordem da reação global?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química onde 2 moléculas de NO reagem com 1 molécula de Br₂ pra formar 2 moléculas de NOBr. A tabela mostra diferentes concentrações de NO e Br₂ e as velocidades iniciais da reação. Nosso objetivo aqui é descobrir a ordem global da reação. Para isso, vamos usar conceitos de cinética química, especificamente a lei da velocidade, que relaciona a velocidade da reação com as concentrações dos reagentes.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir a ordem da reação em relação ao NO. Olha só os experimentos 1 e 2:
  • Experimento 1: [NO] = 0,1 mmol/L, [Br₂] = 0,2 mmol/L, Velocidade = 2,4 × 10⁻² mol/L·s
  • Experimento 2: [NO] = 0,4 mmol/L, [Br₂] = 0,2 mmol/L, Velocidade = 0,384 mol/L·s
Aqui, a concentração de Br₂ permanece a mesma, então qualquer mudança na velocidade é devido ao NO. Vamos comparar as velocidades:
V2V1 = 0,3842,4 times 10^-2 = 16
Agora, veja como a concentração de NO mudou:
[NO]2[NO]1 = 0,40,1 = 4
A velocidade aumentou 16 vezes quando a concentração de NO aumentou 4 vezes. A gente usa a relação:
V2V1 = ([NO]2[NO]1)^m
Substituindo:
16 = 4^m
Sabemos que m = 2 , então:
Isso significa que a ordem da reação em relação ao NO é 2.

Passo 3

Agora, vamos descobrir a ordem em relação ao Br₂ usando os experimentos 1 e 3:
  • Experimento 1: [NO] = 0,1 mmol/L, [Br₂] = 0,2 mmol/L, Velocidade = 2,4 × 10⁻² mol/L·s
  • Experimento 3: [NO] = 0,1 mmol/L, [Br₂] = 0,5 mmol/L, Velocidade = 6,0 × 10⁻² mol/L·s
Aqui, a concentração de NO permanece a mesma, então qualquer mudança na velocidade é devido ao Br₂. Vamos comparar as velocidades:
V3V1 = 6,0 times 10^-22,4 times 10^-2 = 2,5
Agora, veja como a concentração de Br₂ mudou:
[Br2]3[Br2]1 = 0,50,2 = 2,5
A velocidade aumentou 2,5 vezes quando a concentração de Br₂ aumentou 2,5 vezes. Usando a relação:
V3V1 = ([Br2]3[Br2]1)^n
Substituindo:
2,5 = 2,5^n
Isso significa que:
n = 1
Portanto, a ordem da reação em relação ao Br₂ é 1.

Passo 4

Agora que sabemos as ordens individuais:
  • Ordem em relação ao NO (m) = 2
  • Ordem em relação ao Br₂ (n) = 1
A ordem global da reação é a soma dessas ordens:
Ordem Global = m + n = 2 + 1 = 3

Resposta

A ordem global da reação é 3.

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