íon persulfato reage com o íon iodeto em solução aquosa segundo a seguinte equação:
Os seguintes dados são obtidos a uma certa temperatura:
Experimento |
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Velocidade
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---|---|---|---|
1 | 0,0200 | 0,0155 |
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2 | 0,0250 | 0,0200 |
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3 | 0,0300 | 0,0200 |
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4 | 0,0300 | 0,0275 |
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d. Quando
e
, qual é a velocidade da reação à temperatura do experimento?
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde o íon persulfato (
) reage com o íon iodeto (
) formando produtos. A tabela nos dá dados de diferentes experimentos com concentrações iniciais de reagentes e a velocidade da reação correspondente. Nosso objetivo é determinar a velocidade da reação quando as concentrações de
e
são 0,105 mol/L e 0,0875 mol/L, respectivamente. Para resolver isso, vamos precisar entender a lei da velocidade da reação e como determinar os expoentes que relacionam as concentrações dos reagentes com a velocidade da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a lei da velocidade geral para uma reação pode ser expressa como:
Aqui,
é a constante da velocidade, e
e
são os expoentes que indicam a ordem da reação em relação a cada reagente. Nosso primeiro passo é determinar os valores de
e
usando os dados dos experimentos fornecidos.
Passo 3
Vamos comparar Experiment 1 e Experiment 2 para encontrar o valor de
. Observamos que, ao aumentar a concentração de
de 0,0200 para 0,0250 mol/L, mantendo
constante em 0,0200 mol/L, a velocidade da reação aumenta de
para
mol/L/min.
Podemos usar a relação:
Substituindo os valores:
Calculando os valores:
Tomando o logaritmo dos dois lados:
Então,
.
Passo 4
Agora, vamos determinar o valor de
comparando Experiment 1 e Experiment 3. Aqui, a concentração de
permanece constante em 0,0155 mol/L, enquanto
aumenta de 0,0200 para 0,0300 mol/L, e a velocidade aumenta de
para
mol/L/min.
Usando a mesma relação:
Mas, na verdade, estamos alterando
, então deveríamos comparar Experiment 1 e 3 mantendo
constante. Já determinamos que
, então podemos usar a lei da velocidade para encontrar
:
Para Experiment 1:
Para Experiment 3:
Vamos dividir a segunda equação pela primeira para eliminar
:
Simplificando:
Dividindo ambos os lados por 1,5:
Expressando em logaritmo:
Então,
.
Passo 5
Agora que sabemos que
e
, podemos escrever a lei da velocidade:
Para encontrar a constante
, usamos os dados de qualquer experimento. Vamos usar o Experiment 1:
Resolvendo para
:
Passo 6
Agora que temos
, podemos calcular a velocidade da reação para as concentrações dadas:
Calculando os valores:
Convertendo para notação científica:
Resposta
A velocidade da reação quando
e
é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
a. Indique o(s) intermediário(s) e catalisador, se houver.
Os seguintes dados são obtidos a uma certa temperatura:
Experimento |
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|
Velocidade
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---|---|---|---|
1 | 0,0200 | 0,0155 |
|
2 | 0,0250 | 0,0200 |
|
3 | 0,0300 | 0,0200 |
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4 | 0,0300 | 0,0275 |
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a. Qual é a ordem da reação em relação ao íon persulfato e ao íon iodeto? Qual será a ordem global da reação?
Etano, C 2 H6 , queima em oxigenio.
(a) Quais são os produtos da reação?
(b) Escreva a equação balanceada para a reação.
© Qual é a massa de O2, em gramas, necessária para a combustão completa de 13,6 g de etano?
(d) Qual é a massa total dos produtos esperada da combustão de 13,6 g de etano?
(a) Quais são os produtos da reação?
(b) Escreva a equação balanceada para a reação.
© Qual é a massa de O2, em gramas, necessária para a combustão completa de 13,6 g de etano?
(d) Qual é a massa total dos produtos esperada da combustão de 13,6 g de etano?