Se as leis de velocidade são expressas com (i) as concentrações em mols por decímetro cúbico e com (ii) as pressões em quilopascals, quais são as unidades das constantes de velocidade para uma cinética de segunda ordem e de terceira ordem?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado está falando sobre leis de velocidade de reações químicas. A gente precisa descobrir quais são as unidades das constantes de velocidade (k) para reações de segunda e terceira ordem, usando duas situações: (i) com concentrações em mol/dm³ e (ii) com pressões em kPa. Para resolver isso, vamos usar a relação básica das leis de velocidade e entender como as unidades se ajustam conforme a ordem da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a lei de velocidade geral é dada por:
Onde:
-
tem unidades de mol/(dm³·s) ou kPa/s, dependendo se estamos usando concentração ou pressão. -
é a concentração ou pressão. -
é a ordem da reação. -
é a constante de velocidade que queremos encontrar.
Passo 3
Para encontrar as unidades de
, vamos rearranjar a fórmula:
Agora, vamos considerar os dois casos:
i) Usando concentração em mol/dm³
- Segunda ordem (
)
Portanto, as unidades de
são dm³/(mol·s).
- Terceira ordem (
)
Então, para terceira ordem, as unidades são dm⁶/(mol²·s).
ii) Usando pressão em kPa
- Segunda ordem (
)
As unidades de
ficam 1/(kPa·s).
- Terceira ordem (
)
Portanto, para terceira ordem, as unidades são 1/(kPa²·s).
Resposta
As unidades da constante de velocidade são:
- Para reação de segunda ordem:
- Com concentração: dm³/(mol·s)
- Com pressão: 1/(kPa·s)
- Para reação de terceira ordem:
- Com concentração: dm⁶/(mol²·s)
- Com pressão: 1/(kPa²·s)