(2,0 pontos) Os seguintes produtos foram obtidos para reação
Produtos:
Experimento
Velocidade
1
1,25
1,25
1,25
0,02
2
2,50
1,25
1,25
0,04
3
1,25
2,50
1,25
0,08
4
1,25
1,25
2,50
0,02
5
3,75
4,50
1,75
a) Escreva a lei de velocidade para a reação.
Experimento |
|
|
|
Velocidade
|
1 | 1,25 | 1,25 | 1,25 | 0,02 |
2 | 2,50 | 1,25 | 1,25 | 0,04 |
3 | 1,25 | 2,50 | 1,25 | 0,08 |
4 | 1,25 | 1,25 | 2,50 | 0,02 |
5 | 3,75 | 4,50 | 1,75 |
|
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química onde os reagentes são A, B e C, e foi dada uma tabela com as concentrações desses reagentes e a velocidade da reação em diferentes experimentos. Nosso objetivo aqui é escrever a lei de velocidade para essa reação. Isso faz parte da cinética química, que estuda a velocidade das reações químicas e como ela depende das concentrações dos reagentes.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como é a forma geral da lei de velocidade para uma reação. A lei de velocidade relaciona a velocidade da reação (
) com as concentrações dos reagentes (
,
,
) elevadas a certos expoentes que representam a ordem da reação em relação a cada reagente. Ou seja:
Aqui,
é a constante de velocidade, e
,
,
são as ordens da reação em relação a A, B e C, respectivamente.
Passo 3
Agora, vamos determinar os valores de
,
e
usando os dados dos experimentos. Para isso, vamos comparar diferentes experimentos onde uma concentração muda enquanto as outras permanecem constantes.
Determinar a ordem em relação a A (
):
- Experimento 1 vs. Experimento 2:
-
dobra: de 1,25 para 2,50 mol/L -
e permanecem constantes - A velocidade dobra: de 0,02 para 0,04 mol/L·s
-
- Isso indica que a velocidade é diretamente proporcional a
, então .
Passo 4
Determinar a ordem em relação a B (
):
- Experimento 1 vs. Experimento 3:
-
dobra: de 1,25 para 2,50 mol/L -
e permanecem constantes - A velocidade quadruplica: de 0,02 para 0,08 mol/L·s
-
- Isso sugere que a velocidade é proporcional ao quadrado de
, então .
Passo 5
Determinar a ordem em relação a C (
):
- Experimento 1 vs. Experimento 4:
-
dobra: de 1,25 para 2,50 mol/L -
e permanecem constantes - A velocidade permanece a mesma: 0,02 mol/L·s
-
- Isso mostra que a velocidade não depende de
, então .
Resposta
Juntando tudo, a lei de velocidade para a reação é: