O radical ClO decai rapidamente através da reação
. Os dados de concentraçăo do ClO (dada
) em função do tempo de reação (dado em s) foram obtidos e apresentados abaixo:
Determine a constante de velocidade para dessa reação e o tempo de meia-vida do radial ClO.
Determine a constante de velocidade para dessa reação e o tempo de meia-vida do radial ClO.
Passo 1
Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. O enunciado fala sobre o decaimento do radical ClO através da reação
. A gente tem uma tabela que mostra como a concentração de ClO muda com o tempo. Nosso objetivo é encontrar a constante de velocidade dessa reação e o tempo de meia-vida do ClO. Para isso, vamos precisar entender um pouco de cinética química, que estuda como as reações acontecem e a velocidade delas.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar para a reação:
. Isso significa que duas moléculas de ClO se transformam em uma molécula de Cl₂ e uma de O₂. A constante de velocidade
nos diz quão rápida essa reação acontece.
Passo 3
A velocidade da reação para essa equação pode ser expressa como:
Isso porque a reação tem dois reagentes de ClO, então a velocidade depende do quadrado da concentração de ClO.
Passo 4
Vamos usar os dados fornecidos na tabela para encontrar
. Como a reação é de segunda ordem em relação ao ClO, podemos linearizar os dados usando a relação para reações de segunda ordem:
Onde
é a concentração inicial.
Passo 5
Vamos organizar os dados de tempo
e concentração
e calcular
para cada ponto:
Passo 6
Agora, plotar esses pontos em um gráfico
vs.
deve resultar em uma linha reta, onde a inclinação dessa linha será
. Como não podemos plotar aqui, vamos usar dois pontos para calcular
.
Por exemplo, usando os pontos
s e
s:
Passo 7
Portanto, a constante de velocidade
para essa reação é aproximadamente
.
Passo 8
Agora, vamos calcular o tempo de meia-vida (
) para uma reação de segunda ordem. A fórmula para
é:
Passo 9
Usando a concentração inicial
e
:
Resposta
A constante de velocidade da reação é aproximadamente
e o tempo de meia-vida do radical ClO é cerca de
segundos.
Exercícios relacionados
A lei de velocidade para uma reação de ordem-zero
é
.
Obtenha a lei de velocidade integrada para essa reação.
Obtenha a lei de velocidade integrada para essa reação.
De acordo com as diferentes eluições da amostra mistura, os fatores de retenção (Rf) em cada eluição, e sabendo que cada um dos solventes utilizados como eluente estava presente na forma de uma mistura com uma pequena porção da água, responda às seguintes questões:
a) Qual eluente tem a interação mais fraca com a substância A?
b) E qual tem a interação mais forte com a substância ?
c) Qual o melhor eluente para a separação de A e B?
d) Por que o papel utilizado não é considerado a fase estacionária neste caso?
a) Qual eluente tem a interação mais fraca com a substância A?
b) E qual tem a interação mais forte com a substância
c) Qual o melhor eluente para a separação de A e B?
d) Por que o papel utilizado não é considerado a fase estacionária neste caso?
Analise, a partir da análise da equação e consideraçőes a respeito das aproximaçőes utilizadas, se essa equação pode explicar os seguintes resultados experimentais para reações com catálise enzimática: (i) para uma concentração inicial de substrato [ S
, a velocidade inicial de reação é proporcional à concentraçăo total de enzima, [E] o; (ii) Para uma certa
e valores baixos de
, a velocidade de reação depende de
; (iii) Para altos valores de
a velocidade inicial de formação de produtos não depende de
, e atinge a velocidade máxima de reação enzimática (
).
Caso a ordem de reação fosse desconhecida, seria necessário determiná-la. Descreva claramente como é possivel determinar a ordem de reação em relação ao
a partir de dados experimentais da variação de concentração de
em função do tempo de reação. Leve em conta o tratamento de dados necessário.