Experimento [A] inicial / m o l L^-1 [B] inicial / m o l L^-1 Velocidade / m o l L^-1 m i n^-1
1 0,100 0,100 5,00
2 0,300 0,100 45,00
3 0,100 0,200 10,00
4 0,300 0,200 90,00
a. Qual a ordem de reação para cada reagente?
b. Escreva a lei de velocidade?
c. Determine o valor de K.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado trata de cinética química, especificamente sobre a ordem de reação e a lei de velocidade. Precisamos descobrir a ordem da reação para cada reagente, escrever a lei de velocidade e encontrar o valor da constante . Para isso, vamos analisar os dados fornecidos das diferentes experimentações.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa “ordem de reação”. A ordem de uma reação indica como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Por exemplo, se a velocidade dobrou quando a concentração de dobrou, dizemos que a reação é de primeira ordem em relação a .

Passo 3

Para encontrar a ordem de reação para cada reagente, vamos comparar experimentos onde a concentração de um reagente varia enquanto a do outro permanece constante.

Passo 4

Vamos começar analisando o reagente V2V1 = ( [A]2[A]1 )^m .
  • Experimento 1 vs Experimento 2:
    • 455 = ( 0,3000,100 )^m Rightarrow 9 = 3^m passa de 0,100 para 0,300 mol/L (triplica).
    • permanece em 0,100 mol/L.
    • A velocidade passa de 5,00 para 45,00 mol L min (multiplica por 9).
Vamos chamar a ordem em relação a de .
A relação é:
Substituindo:
Sabemos que , então .

Passo 5

Agora, vamos analisar o reagente V3V1 = ( [B]3[B]1 )^n .
  • Experimento 1 vs Experimento 3:
    • 105 = ( 0,2000,100 )^n Rightarrow 2 = 2^n permanece em 0,100 mol/L.
    • passa de 0,100 para 0,200 mol/L (duplica).
    • A velocidade passa de 5,00 para 10,00 mol L min (duplica).
Vamos chamar a ordem em relação a de .
A relação é:
Substituindo:
Sabemos que , então .

Passo 6

Então, a ordem de reação em relação a é 2 e em relação a é 1.

Passo 7

Agora, vamos escrever a lei de velocidade. A lei de velocidade geral para uma reação é dada por:
V = K cdot [A]^m cdot [B]^n
Substituindo os valores de V = K cdot [A]^2 cdot [B]^1 e :

Passo 8

Por último, vamos determinar o valor da constante 5,00 = K cdot (0,100)^2 cdot (0,100) . Podemos usar qualquer experimento para isso. Vamos usar o Experimento 1:
5,00 = K cdot 0,010 cdot 0,100
5,00 = K cdot 0,001
K = 5,000,001 = 5000 , mol^-2 L^2 min^-1

Resposta

a. A ordem de reação é 2 em relação a e 1 em relação a .
b. A lei de velocidade é .
c. O valor de é .

Exercícios relacionados