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
a. Determine a lei da velocidade.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado nos dá uma reação química e resultados de três experimentos que mostram como a velocidade da reação muda com as concentrações dos reagentes. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a lei da velocidade dessa reação. Para isso, vamos usar conceitos de cinética química, especificamente a determinação da lei da velocidade a partir de dados experimentais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química que está acontecendo:
Queremos encontrar uma relação que nos diga como a velocidade da reação ( ) depende das concentrações dos reagentes ( e ). A forma geral da lei da velocidade é:
Aqui, é a constante de velocidade, e e são os ordens da reação em relação a cada reagente. Nosso trabalho é descobrir os valores de e .

Passo 3

Vamos começar determinando o valor de , que é a ordem da reação em relação ao .
Comparando os Experimentos 1 e 2:
  • Experimento 1:
    • Velocidade
  • Experimento 2:
    • Velocidade
Aqui, a concentração de permanece a mesma, enquanto a concentração de é reduzida para um terço (de 0,060 para 0,020). A velocidade da reação também muda.
Vamos relacionar as mudanças usando a lei da velocidade:
Substituindo os valores:
Sabemos que , então:

Passo 4

Agora vamos determinar o valor de , que é a ordem da reação em relação ao .
Comparando os Experimentos 2 e 3:
  • Experimento 2:
    • Velocidade
  • Experimento 3:
    • Velocidade
Aqui, a concentração de permanece a mesma, enquanto a concentração de é triplicada (de 0,030 para 0,090). A velocidade da reação também muda.
Vamos usar a lei da velocidade novamente:
Substituindo os valores:
Sabemos que , então:

Resposta

A lei da velocidade da reação é:

Exercícios relacionados

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação na fase gasosa de com ICl :
(a) Escreva a reação global balanceada. (b) Identifique os intermediários de reação. © Observando as etapas de reação, qual etapa você espera que seja a etapa lenta? (d) Escreva a lei da velocidade para a reação global.
A sacarose reage em soluções ácidas diluídas para formar glicose e frutose. e de HCl , os seguintes dados foram obtidos para o desaparecimento da sacarose:
Tempo
0 0,316
39 0,274
80 0,238
140 0,190
210 0,146
b. Qual é o valor da constante de velocidade?
Para o processo elementar , a energia de ativação e total são e , respectivamente. Esboce o perfil de energia para essa reação e indique e . Qual é a energia de ativação para a reação inversa?
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
b. Calcule o valor da constante de velocidade.