Ao dobrarmos a concentração de NO, a velocidade da reacao 2 NO(g)+O2(g) 2 NO2(g) aumenta 4 vezes. Ao dobrarmos as concentrações de NO e de O2, a velocidade aumenta 8 vezes. Quais são (a) a ordem de reação em relação aos reagentes, (b) a ordem total da reação e © as unidades de k se a velocidade for expressa em mols por litro por segundo?

Passo 1

Vamos resolver um exercício sobre a ordem de reação na química. O enunciado nos dá informações sobre como a velocidade da reação varia quando as concentrações de reagentes mudam. Para resolver, precisaremos entender a lei da velocidade das reações químicas e como determinar a ordem em relação a cada reagente.

Passo 2

Primeiro, identificamos a reação dada:
2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)
A velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. A lei da velocidade pode ser expressa como:
Velocidade = k [NO]^m [O2]^n
onde e são as ordens da reação em relação a cada reagente, e é a constante de velocidade.

Passo 3

Segundo o enunciado, ao dobrar a concentração de 2^m = 4 , a velocidade da reação aumenta 4 vezes. Podemos expressar isso matematicamente:
m = 2
Resolvendo para :
Isso significa que a reação é de segunda ordem em relação ao .

Passo 4

Agora, quando dobramos as concentrações de (2)^m times (2)^n = 8 e 4 times 2^n = 8 simultaneamente, a velocidade aumenta 8 vezes:
2^n = 2
Substituindo n = 1 :
Dividindo ambos os lados por 4:
Resolvendo para :
Então, a reação é de primeira ordem em relação ao .

Passo 5

A ordem total da reação é a soma das ordens individuais:
Ordem total = m + n = 2 + 1 = 3

Passo 6

Para encontrar as unidades da constante de velocidade Velocidade = k [NO]^2 [O2] , usamos a equação da velocidade:
k = Velocidade[NO]^2 [O2]
Sabendo que a velocidade é medida em mol/(L·s) e as concentrações em mol/L, rearranjamos para encontrar [k] = mol/(L·s)(mol/L)^2 times (mol/L) = mol/(L·s)mol^3/L^3 = L^2mol^2 cdot s :
Unidades:

Resposta

(a) A ordem da reação é 2 em relação ao e 1 em relação ao .
(b) A ordem total da reação é 3.
© As unidades de são .

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