A constante de velocidade para a reação, a uma certa temperatura, é
.
a. Calcule a velocidade da reação quando
.
b. Qual seria a velocidade da reação na concentração indicada na parte (a) se a reação fosse de segunda ordem? E de ordem zero? (Suponha o mesmo valor numérico para a constante de velocidade com as unidades apropriadas.)
a. Calcule a velocidade da reação quando
b. Qual seria a velocidade da reação na concentração indicada na parte (a) se a reação fosse de segunda ordem? E de ordem zero? (Suponha o mesmo valor numérico para a constante de velocidade com as unidades apropriadas.)
Passo 1
Vamos lá! Temos uma reação química onde o
se decompõe em
e
. O conteúdo aqui é Cinética Química, que estuda a velocidade das reações e como diferentes fatores influenciam essa velocidade. Vamos precisar entender a lei da velocidade da reação e como aplicá-la para diferentes ordens de reação.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a velocidade da reação na primeira ordem. Para reações de primeira ordem, a velocidade (
) é diretamente proporcional à concentração do reagente. A fórmula da velocidade é:
Onde:
-
é a constante de velocidade. -
é a concentração do reagente.
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora, na parte (b), queremos saber como a velocidade muda se a reação for de segunda ordem. Para reações de segunda ordem, a velocidade depende do quadrado da concentração do reagente. A fórmula fica:
Usando os mesmos valores:
Primeiro, calculamos
. Então:
Passo 4
Por último, se a reação for de ordem zero, a velocidade da reação é independente da concentração do reagente. A fórmula é simplesmente:
Então, substituindo:
Resposta
a. A velocidade da reação de primeira ordem é
.
b.
- Se a reação for de segunda ordem, a velocidade é
. - Se for de ordem zero, a velocidade é
.