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 .

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