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
.