proposto por R. Ogg. J. Chem. Phys., 15, 337 (1947), é consistente com (e pode ser explicado) a decomposiçāo de primeira ordem do N2 O5.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão pede para mostrarmos que o esquema de reações dado explica a decomposição de primeira ordem do N2O5. Isso está relacionado à cinética química, que estuda como as reações acontecem e quão rápido elas são. Para resolver isso, vamos precisar analisar as etapas da reação e aplicar a teoria da taxa de reação, usando métodos como a aproximação do estado estacionário.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar o esquema de reações fornecido:
Aqui, NO3^+ e NO^* são espécies intermediárias. Nosso objetivo é encontrar a taxa de decomposição de N2O5 e mostrar que ela depende apenas da concentração de N2O5, ou seja, é de primeira ordem.
Passo 3
Vamos escrever as equações de taxa para cada etapa:
Para a reação (1):
Formação de intermediários: taxa = k1[N2O5]
Decomposição de intermediários: taxa = k2[NO2][NO3^+]
Para a reação (2):
Decomposição de NO3^+: taxa = k3[NO3^+]
Para a reação (3):
Consumo dos intermediários: taxa = k4[NO^*][NO3^+]
Agora, aplicamos a aproximação do estado estacionário, que assume que a concentração dos intermediários (NO3^+ e NO^*) permanece constante ao longo do tempo. Ou seja, a taxa de formação é igual à taxa de consumo para cada intermediário.
Passo 4
Vamos aplicar a condição do estado estacionário para NO3^+:
Substituindo de volta na equação anterior, simplificamos e resolvemos para [NO3^+] em termos de [N2O5]. Após simplificações, chegamos a uma expressão onde a taxa global depende apenas da concentração de N2O5.
Resposta
Portanto, demonstramos que a taxa de decomposição de N2O5 é proporcional à sua própria concentração, confirmando que a reação é de primeira ordem em N2O5.