N2 O5(g) NO3(g)+NO2(g)
A constante de velocidade para a reação, a uma certa temperatura, é 0,053 s^-1.
a. Calcule a velocidade da reação quando [N2 O5]=0,055 mol L^-1.
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 N2O5 se decompõe em NO3 e NO2. 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 ( v) é diretamente proporcional à concentração do reagente. A fórmula da velocidade é:
v = k cdot [N2O5]
Onde:
  • k = 0,053 , s^-1 é a constante de velocidade.
  • [N2O5] = 0,055 , mol,L^-1 é a concentração do reagente.
Substituindo os valores:
v = 0,053 , s^-1 times 0,055 , mol,L^-1 = 0,002915 , mol,L^-1,s^-1

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:
v = k cdot [N2O5]^2
Usando os mesmos valores:
v = 0,053 , L,mol^-1,s^-1 times (0,055 , mol,L^-1)^2
Primeiro, calculamos (0,055)^2 = 0,003025 , mol^2,L^-2. Então:
v = 0,053 times 0,003025 = 0,000160325 , mol,L^-1,s^-1

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:
v = k
Então, substituindo:
v = 0,053 , mol,L^-1,s^-1

Resposta

a. A velocidade da reação de primeira ordem é 0,002915 , mol,L^-1,s^-1.
b.
  • Se a reação for de segunda ordem, a velocidade é 0,000160325 , mol,L^-1,s^-1.
  • Se for de ordem zero, a velocidade é 0,053 , mol,L^-1,s^-1.

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