O estudo cinético de uma certa reação química envolvendo um reagente A revelou os seguintes dados:
1,00
1,54
3,12
4,02
Velocidade(
5,0
7,6
15,5
20,0
Forneça a lei cinética da reação. Demonstre passo a passo.
Dados: Eq. da reta:
|
1,00 | 1,54 | 3,12 | 4,02 |
Velocidade(
|
5,0 | 7,6 | 15,5 | 20,0 |
Dados: Eq. da reta:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre cinética química! O enunciado nos dá a concentração do reagente A em mmol/L e a velocidade da reação em mol/L·s. Nosso objetivo é descobrir a lei cinética da reação, ou seja, como a velocidade depende da concentração de A. Para isso, vamos usar conceitos de ordem de reação e análise gráfica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a lei cinética. Ela geralmente tem a forma:
Onde:
-
é a constante de velocidade, -
é a concentração de A, -
é a ordem da reação em relação a A.
Nosso objetivo é encontrar
e
.
Passo 3
O enunciado nos fornece uma equação de reta:
. Normalmente, essa equação vem de um gráfico que relaciona a velocidade da reação (
) com a concentração de A (
). Vamos considerar que:
Passo 4
Comparando essa forma com a lei cinética geral
, percebemos que temos algo extra: um termo constante (0,697). Isso indica que a reação pode ter uma ordem zero ou mista. Mas, se o termo constante for muito pequeno ou desprezível, podemos simplificar.
Passo 5
Vamos verificar os dados fornecidos:
Se plotarmos a velocidade versus
, a relação linear nos sugere que
é próximo de 1, ou seja, reação de primeira ordem.
Passo 6
Considerando
, a lei cinética simplifica para:
Comparando com a equação da reta,
seria o valor de
. O termo constante
pode ser atribuído a uma reação de ordem zero associada ou ser um erro experimental mínimo.
Passo 7
Assim, ignorando o termo constante por ser pequeno, concluímos que a reação segue uma cinética de primeira ordem em relação a A, com a constante de velocidade
.
Resposta
A lei cinética da reação é de primeira ordem em relação a A, dada por:
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