Forneça a lei da velocidade que corresponde a cada um dos mecanismos sugeridos a seguir:
Mecanismo 1 - Etapa 1: 2 NO(g)+Br2(g) NOBr(g)
Mecanismo 2 -Etapa 1 (lenta): NO(g)+Br2(g) NOBr2(g)
Etapa 2 (rápida): NOBr2(g)+NO(g) 2 NOBr(g)

Mecanismo 1:

Mecanismo 2:

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão que pede para a gente encontrar a lei da velocidade para dois mecanismos diferentes de uma reação química. O assunto aqui é Cinética Química, que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam. Para isso, vamos analisar cada etapa dos mecanismos propostos e aplicar a teoria das leis de velocidade para descobrir como cada mecanismo afeta a velocidade da reação.

Passo 2

Mecanismo 1:
Vamos começar pelo Mecanismo 1, que tem apenas uma etapa:
2 , NO(g) + Br2(g) 2 , NOBr(g)
Como essa é a única etapa do mecanismo, ela é a etapa determinante que controla a velocidade da reação. Para encontrar a lei da velocidade, observamos os reagentes dessa etapa.
A lei da velocidade geral para uma reação é dada por:
Velocidade = k cdot [A]^m cdot [B]^n
Onde:
  • Velocidade = k cdot [NO]^2 cdot [Br2] é a constante de velocidade,
  • e são as concentrações dos reagentes,
  • e são as ordens da reação em relação a cada reagente.
No Mecanismo 1, os reagentes são e . A estequiometria da equação mostra que são necessários 2 mols de para cada mol de . Assim, a lei da velocidade fica:

Passo 3

Mecanismo 2:
Agora, vamos analisar o Mecanismo 2, que tem duas etapas:
Etapa 1 (lenta):
NO(g) + Br2(g) NOBr2(g)
Etapa 2 (rápida):
NOBr2(g) + NO(g) 2 , NOBr(g)
A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade, ou seja, ela controla a velocidade geral da reação. Então, vamos usar essa etapa para encontrar a lei da velocidade.
Na etapa lenta, os reagentes são Velocidade = k cdot [NO] cdot [Br2] e , e a reação consome 1 mol de cada reagente. Portanto, a lei da velocidade para essa etapa é:
Essa é a velocidade geral da reação, já que a etapa lenta controla a velocidade total.

Resposta

A lei da velocidade para cada mecanismo é:
  • Mecanismo 1:
    Velocidade = k cdot [NO]^2 cdot [Br2]
  • Mecanismo 2:
    Velocidade = k cdot [NO] cdot [Br2]

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