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.

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.
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?
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.