A reação:
, foi estudada a
. Os seguintes resultados foram obtidos:
Experimento |
|
|
Veloc. Inicial <br> (mol/L.s) |
---|---|---|---|
1 | 0,04 | 0,08 |
|
2 | 0,04 | 0,04 |
|
3 | 0,02 | 0,08 |
|
4 | 0,04 | 0,032 |
|
5 | 0,03 | 0,06 |
|
Com base nesses dados, indique a ordem desta reação e sua constante de velocidade.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de cinética química juntos! A gente vai analisar como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Para isso, vamos usar o conceito de ordem de reação e calcular a constante de velocidade. Precisaremos comparar os resultados dos experimentos para descobrir como cada reagente influencia na velocidade.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa a ordem de reação. A ordem indica como a velocidade da reação depende da concentração de cada reagente. Se a velocidade dobra quando a concentração de um reagente dobra, essa reação é de primeira ordem em relação a esse reagente.
Passo 3
Agora, vamos comparar os Experimentos 1 e 2. Nesses dois, a concentração de
permanece constante em
. O que muda é a concentração de
:
- Experimento 1:
, Velocidade Inicial = - Experimento 2:
, Velocidade Inicial =
Quando a concentração de
é reduzida pela metade (de 0,08 para 0,04), a velocidade também reduz pela metade. Isso indica que a reação é primeira ordem em relação a
.
Passo 4
Agora, vamos comparar os Experimentos 1 e 3. Nesses, a concentração de
permanece constante em
. O que muda é a concentração de
:
- Experimento 1:
, Velocidade Inicial = - Experimento 3:
, Velocidade Inicial =
Aqui, quando a concentração de
é reduzida pela metade (de 0,04 para 0,02), a velocidade também reduz pela metade. Isso mostra que a reação é primeira ordem em relação a
.
Passo 5
Com essas informações, podemos escrever a lei de velocidade da reação. Já que a reação é primeira ordem em ambos os reagentes, a lei de velocidade fica:
Aqui,
é a constante de velocidade que precisamos encontrar.
Passo 6
Vamos calcular
usando os dados do Experimento 1:
Arredondando, temos:
Resposta
A reação é de primeira ordem em relação a
e de primeira ordem em relação a
. Portanto, a ordem total da reação é segunda ordem. A constante de velocidade da reação é aproximadamente
.