A decomposição em fase gasosa de
em produtos é de primeira ordem em relação a
a
e de segunda ordem em relação a
a
. A decomposição é representada pela equação estequiométrica
.
(a) Escreva a equação de velocidade da reação.
(a) Escreva a equação de velocidade da reação.
Passo 1
Beleza, o enunciado fala sobre a decomposição da substância A em produtos, que segue uma ordem diferente da reação dependendo da temperatura. A 80°C, a reação é de primeira ordem em relação a A, e a 130°C, é de segunda ordem em relação a A. A equação estequiométrica é $ \mathrm{A} \rightarrow 2 \mathrm{B} + \mathrm{C} $. Vamos usar isso para montar a equação de velocidade da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a ordem da reação. A ordem indica como a velocidade da reação depende da concentração dos reagentes. Se for de primeira ordem, a velocidade depende diretamente da concentração de A. Se for de segunda ordem, a velocidade depende do quadrado da concentração de A.
Passo 3
A equação geral da velocidade para uma reação depende da ordem da reação. Para uma reação de forma genérica $ aA \rightarrow produtos $, a velocidade $ v $ é dada por:
onde $ k $ é a constante de velocidade, $ [\mathrm{A}] $ é a concentração de A, e $ n $ é a ordem da reação em relação a A.
Passo 4
No nosso caso, temos duas situações:
- A 80°C, a reação é de primeira ordem ($ n = 1 $).
- A 130°C, a reação é de segunda ordem ($ n = 2 $).
Então, podemos escrever a equação de velocidade para cada temperatura.
Passo 5
Para 80°C:
Aqui, $ k_1 $ é a constante de velocidade a 80°C.
Passo 6
Para 130°C:
Aqui, $ k_2 $ é a constante de velocidade a 130°C.
Resposta
A equação de velocidade da reação é:
- A 80°C: $ v = k_1 [\mathrm{A}] $
- A 130°C: $ v = k_2 [\mathrm{A}]^2 $