Os dados para a reação
(I) são dados na Tabela a seguir
Experimento |
|
|
Velocidade inicial M/mim |
---|---|---|---|
1 | 0,00030 | 0,00040 | 0,0020 |
2 | 0,00030 | 0,00080 | 0,0080 |
3 | 0,00090 | 0,00040 | 0,0060 |
4 |
|
0,00033 | 0,0020 |
a) Qual a lei de velocidade para esta reação?
Passo 1
Entendendo o Problema
A gente tem uma reação química:
E uma tabela com dados de diferentes experimentos que mostram as concentrações dos reagentes e a velocidade inicial da reação. Nosso objetivo é descobrir qual é a lei de velocidade dessa reação.
O Que Vamos Precisar:
- Entender o conceito de lei de velocidade.
- Analisar como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes.
- Usar os dados dos experimentos para determinar os coeficientes na lei de velocidade.
Passo 2
O Que é a Lei de Velocidade?
A lei de velocidade de uma reação química mostra como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Geralmente, ela tem a forma:
Onde:
-
é a constante de velocidade. -
e são as concentrações dos reagentes. -
e são os ordens de reação em relação a cada reagente.
Nossa tarefa é encontrar os valores de
e
para essa reação específica.
Passo 3
Comparando Experimentos para Encontrar os Coeficientes
Vamos comparar experimentos onde apenas um reagente muda de concentração, mantendo o outro constante. Isso ajuda a determinar os valores de
e
.
Analisando Experimentos 1 e 2:
- Concentração de
: Igual (0,00030 M) - Concentração de
: 0,00040 M (Exp 1) → 0,00080 M (Exp 2) - Velocidade inicial: 0,0020 M/mim (Exp 1) → 0,0080 M/mim (Exp 2)
Observação: Quando
dobra (de 0,00040 para 0,00080 M), a velocidade quadruplica (de 0,0020 para 0,0080 M/mim).
Cálculo do Coeficiente
:
A velocidade varia como
:
Resolvendo para
:
Passo 4
Analisando Experimentos 1 e 3 para Encontrar o Coeficiente
Agora, vamos comparar experimentos onde apenas
muda.
Dados:
- Concentração de
: Igual (0,00040 M) - Concentração de
: 0,00030 M (Exp 1) → 0,00090 M (Exp 3) - Velocidade inicial: 0,0020 M/mim (Exp 1) → 0,0060 M/mim (Exp 3)
Observação: Quando
triplica (de 0,00030 para 0,00090 M), a velocidade triplica (de 0,0020 para 0,0060 M/mim).
Cálculo do Coeficiente
:
A velocidade varia como
:
Resolvendo para
:
Passo 5
Escrevendo a Lei de Velocidade Completa
Com os valores encontrados:
-
(primeiro reagente) -
(segundo reagente)
A lei de velocidade fica:
Ou simplificadamente:
Resposta
A lei de velocidade para a reação é:
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