Determine as ordens de reação com relação aos reagentes e a constante cinética a partir da Tabela 1.
Tabela 1: Velocidade da reação em função de várias concentrações dos reagentes A e B.
0,1 0,1
0,2 0,1
0,4 0,1
0,2 0,2
(Resp.: , ordem de e ordem de )

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem uma reação química onde os reagentes A e B se transformam em C:
Nosso objetivo é determinar as ordens de reação em relação aos reagentes A e B, além da constante cinética . Para isso, vamos analisar a tabela que mostra como a velocidade da reação ( ) varia com as concentrações de A e B.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que são “ordens de reação”. A ordem em relação a um reagente indica como a velocidade da reação depende da concentração desse reagente. A ordem total da reação é a soma das ordens em relação a cada reagente. A equação geral da velocidade é:
Onde:
  • é a velocidade da reação,
  • é a constante cinética,
  • e são as concentrações dos reagentes,
  • e são as ordens de reação em relação a A e B, respectivamente.

Passo 3

Vamos usar os dados da tabela para encontrar e . Primeiro, observamos duas situações em que a concentração de um reagente muda enquanto a do outro permanece constante.
Para encontrar :
  • Compare a primeira e a segunda linhas da tabela, onde é constante (0,1 mol/L).
  • Quando passa de 0,1 para 0,2 mol/L, aumenta de para mol·L ·s .
Usamos a fórmula:
Substituindo:
Resolvendo para :

Passo 4

Para encontrar :
  • Compare a primeira e a quarta linhas da tabela, onde muda de 0,1 para 0,2 mol/L e muda de 0,1 para 0,2 mol/L.
  • Com essas mudanças, a velocidade aumenta de para mol·L ·s .
Considerando que , podemos escrever:
Sabemos que:

Passo 5

Agora que temos e , podemos encontrar a constante cinética usando qualquer uma das linhas da tabela. Vamos usar a primeira linha:

Resposta

A ordem de reação é 2 para A e 3 para B, e a constante cinética é .

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Derive: