A reação foi estudada e forneceu os seguintes resultados:
Experimento Velocidade
1 0,060 0,030 0,02480
2 0,020 0,030 0,00276
3 0,020 0,090 0,00828
c. Calcule a velocidade quando .

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me deu uma reação química e alguns dados de experimentos. Nosso objetivo aqui é descobrir como a velocidade da reação depende das concentrações de e . Depois disso, vamos usar essa relação para calcular a velocidade quando e . Para isso, vamos precisar entender o que é a lei da velocidade e como determinar os catalisadores da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a lei da velocidade. Ela nos diz como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Geralmente, ela tem a forma:
Onde:
  • é a constante da velocidade,
  • e são as concentrações dos reagentes,
  • e são os expoentes que indicam a ordem da reação em relação a cada reagente.
Nosso trabalho é descobrir os valores de , e usando os dados dos experimentos.

Passo 3

Vamos olhar para os três experimentos que você forneceu:
Experimento Velocidade
1 0,060 0,030 0,02480
2 0,020 0,030 0,00276
3 0,020 0,090 0,00828
Podemos comparar os experimentos para descobrir os expoentes e .

Passo 4

Vamos comparar o Experimento 1 com o Experimento 2. A concentração de muda de 0,060 para 0,020 mol/L (um fator de 3 de diminuição), enquanto a concentração de permanece constante em 0,030 mol/L. A velocidade muda de 0,02480 para 0,00276 .
Vamos usar a fórmula da lei da velocidade:
Substituindo os valores:
Isso simplifica para:
Resolvendo para :
Então, a ordem da reação em relação à é 2.

Passo 5

Agora, vamos comparar o Experimento 2 com o Experimento 3. Aqui, a concentração de permanece constante em 0,020 mol/L, enquanto a concentração de muda de 0,030 para 0,090 mol/L (um aumento de 3 vezes). A velocidade muda de 0,00276 para 0,00828 .
Usando novamente a fórmula da lei da velocidade:
Substituindo os valores:
Isso simplifica para:
Resolvendo para :
Então, a ordem da reação em relação à é 1.

Passo 6

Agora que sabemos que e , podemos escrever a lei da velocidade completa:
Nos falta encontrar o valor de , a constante da velocidade. Podemos usar qualquer um dos experimentos para isso. Vamos usar o Experimento 1:
Resolvendo para :

Passo 7

Agora que temos a lei da velocidade com , podemos calcular a velocidade para e :
Calculando passo a passo:

Resposta

A velocidade da reação quando e é aproximadamente .

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