ion persulfato reage com o íon iodeto em solução aquosa segundo a seguinte equação:
Os seguintes dados são obtidos a uma certa temperatura:
Experimento
Velocidade
1
0,0200
0,0155
2
0,0250
0,0200
3
0,0300
0,0200
4
0,0300
0,0275
d. Quando
e
, qual é a velocidade da reação à temperatura do experimento?
Os seguintes dados são obtidos a uma certa temperatura:
Experimento |
|
|
Velocidade
|
1 | 0,0200 | 0,0155 |
|
2 | 0,0250 | 0,0200 |
|
3 | 0,0300 | 0,0200 |
|
4 | 0,0300 | 0,0275 |
|
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação química entre o íon persulfato (
) e o íon iodeto (
) em solução aquosa, e queremos determinar a velocidade dessa reação quando as concentrações desses íons são
e
, respectivamente.
Para resolver isso, vamos precisar entender:
- Lei de Velocidade: como a velocidade de uma reação depende das concentrações dos reagentes.
- Ordem de Reação: a potência a que a concentração de cada reagente é elevada na lei de velocidade.
- Constante de Velocidade: um valor que relaciona as concentrações dos reagentes com a velocidade da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a ordem da reação em relação ao íon persulfato (
). Para isso, comparamos os experimentos onde apenas a concentração de
varia enquanto a de
permanece constante.
Observando os Experimentos 1 e 2:
- Experimento 1:
, - Experimento 2:
,
Usamos a relação da lei de velocidade:
Onde
é a ordem em relação a
. Substituindo:
Calculando:
Tomando logaritmo dos dois lados:
Então, a ordem em relação a
é 1.
Passo 3
Agora, vamos determinar a ordem da reação em relação ao íon iodeto (
). Para isso, comparamos os experimentos onde apenas a concentração de
varia enquanto a de
permanece constante.
Observando os Experimentos 3 e 4:
- Experimento 3:
, - Experimento 4:
,
Usamos a relação da lei de velocidade:
Onde
é a ordem em relação a
. Substituindo:
Calculando:
Observamos que
, o que está muito próximo de 1,378. Portanto,
.
Então, a ordem em relação a
é 1.
Passo 4
Agora que sabemos que a ordem da reação é 1 em relação a
e 1 em relação a
, a lei de velocidade fica:
Para encontrar a constante de velocidade
, podemos usar qualquer um dos experimentos. Vamos usar o Experimento 1:
Resolvendo para
:
Passo 5
Finalmente, vamos calcular a velocidade da reação quando
e
usando a lei de velocidade:
Calculando:
Resposta
A velocidade da reação sob as condições dadas é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Os seguintes dados são obtidos a uma certa temperatura:
Experimento |
|
|
Velocidade
|
1 | 0,0200 | 0,0155 |
|
2 | 0,0250 | 0,0200 |
|
3 | 0,0300 | 0,0200 |
|
4 | 0,0300 | 0,0275 |
|
a. Qual é a ordem da reação em relação ao ion persulfato e ao ion iodeto? Qual será a ordem global da reação?
Os seguintes dados são obtidos a uma certa temperatura:
Experimento |
|
|
Velocidade
|
1 | 0,0200 | 0,0155 |
|
2 | 0,0250 | 0,0200 |
|
3 | 0,0300 | 0,0200 |
|
4 | 0,0300 | 0,0275 |
|
b. Escreva a expressão da lei da velocidade para a reação.
a. Indique o(s) intermediário(s) e catalisador, se houver.
d. Escreva a lei da velocidade para o processo global.