(2,0 pontos) Os seguintes produtos foram obtidos para reação A+B+C Produtos:
Experimento |c|c|c|c|c| hline Experimento & $[A] mol / L$ & $[B] mol / L$ & $[C] mol / L$ & Velocidade $mol / L s$ hline 1 & 1,25 & 1,25 & 1,25 & 0,02 hline 2 & 2,50 & 1,25 & 1,25 & 0,04 hline 3 & 1,25 & 2,50 & 1,25 & 0,08 hline 4 & 1,25 & 1,25 & 2,50 & 0,02 hline 5 & 3,75 & 4,50 & 1,75 & $?$ hline 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.

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 ( v) com as concentrações dos reagentes ( [A], [B], [C]) elevadas a certos expoentes que representam a ordem da reação em relação a cada reagente. Ou seja:
v = k cdot [A]^x cdot [B]^y cdot [C]^z
Aqui, k é a constante de velocidade, e x, y, z são as ordens da reação em relação a A, B e C, respectivamente.

Passo 3

Agora, vamos determinar os valores de x, y e z 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 ( x):
  • Experimento 1 vs. Experimento 2:
    • [A] dobra: de 1,25 para 2,50 mol/L
    • [B] e [C] permanecem constantes
    • A velocidade dobra: de 0,02 para 0,04 mol/L·s
  • Isso indica que a velocidade é diretamente proporcional a [A], então x = 1.
v propto [A]^1

Passo 4

Determinar a ordem em relação a B ( y):
  • Experimento 1 vs. Experimento 3:
    • [B] dobra: de 1,25 para 2,50 mol/L
    • [A] e [C] permanecem constantes
    • A velocidade quadruplica: de 0,02 para 0,08 mol/L·s
  • Isso sugere que a velocidade é proporcional ao quadrado de [B], então y = 2.
v propto [B]^2

Passo 5

Determinar a ordem em relação a C ( z):
  • Experimento 1 vs. Experimento 4:
    • [C] dobra: de 1,25 para 2,50 mol/L
    • [A] e [B] permanecem constantes
    • A velocidade permanece a mesma: 0,02 mol/L·s
  • Isso mostra que a velocidade não depende de [C], então z = 0.
v propto [C]^0 = 1

Resposta

Juntando tudo, a lei de velocidade para a reação é:
v = k cdot [A]^1 cdot [B]^2 cdot [C]^0 ou simplificando v = k cdot [A] cdot [B]^2

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