Para a reação 4 A(g)+3 B(g) rightarrow 2 C ( g ) as velocidades da reação foram determinadas em diferentes experimentos:
Experimento inicial em <br> mol / L [B] inicial em <br> mol / L Velocidade <br> (mol/L.min)
1 0,100 0,100 5,00
2 0,300 0,100 45,00
3 0,100 0,200 10,00
4 0,300 0,200 90,00
a) Qual a ordem de reação para cada reagente?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo! Temos uma reação química:
4 A(g) + 3 B(g) rightarrow 2 C(g)
E nos deram dados de diferentes experimentos com concentrações iniciais de A e B e as velocidades de reação correspondentes. A pergunta é: Qual a ordem da reação em relação a cada reagente (A e B)?
Para resolver isso, vamos precisar entender o que significa “ordem da reação” e como determinar isso usando os dados fornecidos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a ordem da reação. A ordem em relação a um reagente indica como a velocidade da reação depende da concentração desse reagente. A lei de velocidade geral pode ser escrita como:
Velocidade = k [A]^m [B]^n
Aqui, é a ordem em relação a A e é a ordem em relação a B. Nosso objetivo é encontrar os valores de e .

Passo 3

Para descobrir [A] = 0,100 , mol/L, [B] = 0,100 , mol/L, Velocidade = 5,00 , mol/Lmin e [A] = 0,300 , mol/L, [B] = 0,100 , mol/L, Velocidade = 45,00 , mol/Lmin , vamos comparar experimentos onde a concentração de um reagente varia enquanto a do outro permanece constante. Vamos começar analisando os dados dos Experimentes 1 e 2.
Experimento 1:
Experimento 2:
Aqui, a concentração de A triplicou (de 0,100 para 0,300 mol/L), enquanto a concentração de B permaneceu a mesma. A velocidade aumentou de 5,00 para 45,00 mol/L.min.

Passo 4

Vamos usar a relação das velocidades para encontrar Velocidade2Velocidade1 = ( [A]2[A]1 )^m :
45,005,00 = ( 0,3000,100 )^m
Substituindo os valores:
9 = 3^m
m = 2
Sabemos que , então:
Isso significa que a reação é segunda ordem em relação a A.

Passo 5

Agora, vamos determinar [A] = 0,100 , mol/L, [B] = 0,100 , mol/L, Velocidade = 5,00 , mol/Lmin comparando os Experimentes 1 e 3.
Experimento 1:
[A] = 0,100 , mol/L, [B] = 0,200 , mol/L, Velocidade = 10,00 , mol/Lmin
Experimento 3:
Aqui, a concentração de B dobrou (de 0,100 para 0,200 mol/L), enquanto a concentração de A permaneceu a mesma. A velocidade aumentou de 5,00 para 10,00 mol/L.min.

Passo 6

Vamos usar a relação das velocidades para encontrar Velocidade3Velocidade1 = ( [B]3[B]1 )^n :
10,005,00 = ( 0,2000,100 )^n
Substituindo os valores:
2 = 2^n
n = 1
Sabemos que , então:
Isso significa que a reação é primeira ordem em relação a B.

Resposta

A ordem da reação é:
  • Segunda ordem em relação a A ( )
  • Primeira ordem em relação a B ( )

Exercícios relacionados

Complete a Tabela abaixo para a reação: 2 R(g)+3 S(g) produtos
Sabendo que as ordens de reação em relação a R e S são respectivamente de primeira e segunda ordem.
Experimento [R](mol / L) [S](mol / L) K(L^2 / mol^2 cdot min) Velocidade <br> (mol/L/min)
1 0,200 0,200 0,149
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2 H2 O2 (I) 2 H2 O(1)+O2(g)
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