Escreva a lei da velocidade para o consumo de íons persulfato na reação
e determine o valor de
Experimento |
|
|
Velocidade <br>
|
---|---|---|---|
1 | 0,15 | 0,21 | 1,14 |
2 | 0,22 | 0,21 | 1,7 |
3 | 0,22 | 0,12 | 0,98 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para escrever a lei da velocidade para o consumo de íons persulfato na reação:
Isso está relacionado à cinética química, que estuda como as reações químicas acontecem ao longo do tempo. Para resolver isso, vamos precisar entender a lei da velocidade e como determinar a constante de velocidade
usando os dados experimentais fornecidos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a lei da velocidade. Ela expressa a velocidade de uma reação em função das concentrações dos reagentes. Geralmente, é escrita da seguinte forma:
Onde:
-
é a constante de velocidade. -
e são as concentrações dos reagentes. -
e são as ordens da reação em relação a cada reagente.
No nosso caso, os reagentes são
e
.
Passo 3
Vamos supor que a lei da velocidade para a reação dada é:
Nosso objetivo é determinar os valores de
,
e
usando os dados dos experimentos fornecidos.
Passo 4
Vamos analisar os dados dos experimentos:
Experimento |
|
|
Velocidade
|
---|---|---|---|
1 | 0,15 | 0,21 | 1,14 |
2 | 0,22 | 0,21 | 1,7 |
3 | 0,22 | 0,12 | 0,98 |
Vamos usar esses dados para encontrar
e
.
Passo 5
Primeiro, vamos determinar a ordem da reação em relação a
(
).
Comparando os Experimentos 1 e 2:
- A concentração de
aumenta de 0,15 para 0,22 mol/L (fator de aumento = ) - A concentração de
permanece constante (0,21 mol/L) - A velocidade aumenta de 1,14 para 1,7 mol/L·s (fator de aumento =
)
Usando a lei da velocidade:
Simplificando:
Tomando o logaritmo:
Arredondamos para
.
Passo 6
Agora, vamos determinar a ordem da reação em relação a
(
).
Comparando os Experimentos 2 e 3:
- A concentração de
permanece constante (0,22 mol/L) - A concentração de
diminui de 0,21 para 0,12 mol/L (fator de diminuição = ) - A velocidade diminui de 1,7 para 0,98 mol/L·s (fator de diminuição =
)
Usando a lei da velocidade:
Simplificando:
Tomando o logaritmo:
Arredondamos para
.
Passo 7
Com os valores de
e
, a lei da velocidade fica:
Agora, vamos determinar o valor de
usando qualquer um dos experimentos. Vamos usar o Experimento 1:
Resposta
A lei da velocidade para o consumo de íons persulfato é:
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