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.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o enunciado está nos pedindo. Temos uma reação química com algumas concentrações iniciais de reagentes e as velocidades de reação medidas em diferentes experimentos. Nosso objetivo aqui é calcular a constante de velocidade dessa reação.
Matéria envolvida: Cinética Química, especificamente a Lei da Velocidade das Reações.
O que vamos precisar:
- Entender a Lei da Velacidade.
- Usar os dados fornecidos para determinar a ordem da reação em relação a cada reagente.
- Calcular a constante de velocidade usando a equação da velocidade.
Passo 2
Vamos lembrar que a Lei da Velocidade para uma reação geral:
pode ser expressa como:
Onde:
-
é a constante de velocidade. -
e são as concentrações dos reagentes. -
e são as ordens da reação em relação a cada reagente.
No nosso caso, a reação é:
Então, a Lei da Velocidade será:
Passo 3
Agora, vamos usar os dados dos experimentos para determinar os valores de
e
, as ordens da reação em relação a cada reagente.
Vamos comparar Experimento 1 e Experimento 2:
-
Experimento 1:
-
-
- Velocidade = 0,02480 mol/(L·s)
-
-
Experimento 2:
-
-
- Velocidade = 0,00276 mol/(L·s)
-
Observamos que a concentração de
foi reduzida de 0,060 para 0,020 mol/L (ou seja, multiplicada por 1/3), enquanto a concentração de
permaneceu a mesma. A velocidade da reação também diminuiu de 0,02480 para 0,00276 mol/(L·s).
Podemos escrever a relação:
Substituindo os valores:
Simplificando:
Como
, temos:
Tomando logaritmo dos dois lados:
Calculando:
Então, a ordem da reação em relação a
é 2.
Passo 4
Agora, vamos determinar a ordem da reação em relação a
usando os Experimentos 2 e 3.
-
Experimento 2:
-
-
- Velocidade = 0,00276 mol/(L·s)
-
-
Experimento 3:
-
-
- Velocidade = 0,00828 mol/(L·s)
-
Aqui, a concentração de
permanece a mesma, enquanto a de
triplica. A velocidade da reação também aumenta de 0,00276 para 0,00828 mol/(L·s).
Usamos a relação da Lei da Velocidade:
Substituindo:
Simplificando:
Como
, temos:
Isso implica que
. Portanto, a ordem da reação em relação a
é 1.
Passo 5
Agora que sabemos que a reação é de segunda ordem em
e primeira ordem em
, podemos escrever a Lei da Velocidade completa:
Para encontrar a constante de velocidade
, podemos usar qualquer um dos experimentos. Vamos usar o Experimento 1:
Substituindo os valores:
Calculando:
Agora, isolamos
:
Resposta
A constante de velocidade
é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
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 |
a. Determine a lei da velocidade.
A partir das fórmulas moleculares fornecidas abaixo, monte todas as estruturas possiveis, com seus respectivos nomes.
- Lembre-se que as cadeias podem ser normais ou ramificadas, abertas ou fechadas, saturadas ou insaturadas, homogêneas ou heterogêneas. O Carbono pode fazer ligação simples, dupla ou tripla.
- Confira os números de hidrogênios na estrutura com aqueles fornecidos na fórmula molecular.
- Resolver no caderno em duplas. Cada um deve ter as estruturas em seu caderno.
- Montar todas as estruturas possiveis.
A partir das fórmulas moleculares fornecidas abaixo, monte todas as estruturas possiveis, com seus respectivos nomes.
- Lembre-se que as cadeias podem ser normais ou ramificadas, abertas ou fechadas, saturadas ou insaturadas, homogêneas ou heterogêneas. O Carbono pode fazer ligação simples, dupla ou tripla.
- Confira os números de hidrogênios na estrutura com aqueles fornecidos na fórmula molecular.
- Resolver no caderno em duplas. Cada um deve ter as estruturas em seu caderno.
- Montar todas as estruturas possíveis.