O quadro abaixo apresenta os dados experimentais obtidos para a decomposição de um reagente
em
:
Experimento |
|
|
---|---|---|
1 | 0,15 | 0,05 |
2 | 0,30 | 0,10 |
3 | 0,60 | 0,20 |
Determine a ordem da reação. Calcule a constante de velocidade e, então, a velocidade de decomposição de
, quando
.
Passo 1
Vamos resumir o que a questão está pedindo e identificar o conteúdo que vamos utilizar. Temos dados experimentais sobre a decomposição de um reagente
a
. Precisamos determinar a ordem da reação, calcular a constante de velocidade e, finalmente, encontrar a velocidade de decomposição de
quando a concentração
.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinética química, especificamente a Lei da Velocidade das reações e o cálculo da ordem da reação.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a relação entre a concentração de
e a taxa de decomposição. A Lei da Velocidade geral para uma reação pode ser escrita como:
Onde:
-
é a velocidade da reação, -
é a constante de velocidade, -
é a concentração do reagente , -
é a ordem da reação em relação a .
Nos dados fornecidos, temos valores de
e a respectiva velocidade
.
Passo 3
Para encontrar a ordem da reação
, podemos comparar os experimentos e observar como a velocidade
muda com a concentração
.
Vamos olhar os experimentos 1 e 2:
- Experimento 1:
, - Experimento 2:
,
Observamos que, ao dobrar a concentração de
(de 0,15 para 0,30), a velocidade também dobrou (de 0,05 para 0,10). Isso sugere que a velocidade é diretamente proporcional à concentração de
, indicando que a reação é de primeira ordem (
).
Passo 4
Agora que sabemos que a reação é de primeira ordem (
), podemos usar qualquer um dos experimentos para calcular a constante de velocidade
. Vamos usar o Experimento 1:
Então, a constante de velocidade
é aproximadamente
.
Passo 5
Por fim, queremos encontrar a velocidade de decomposição de
quando
. Usaremos a Lei da Velocidade com a ordem da reação e a constante que calculamos:
Resposta
A reação é de primeira ordem. A constante de velocidade é aproximadamente
. Quando a concentração de
é
, a velocidade de decomposição de
é
.