A reação entre e é dada pela equação:
Com grande excesso de . A pressão parcial do ozônio é dada em função do tempo na tabela a seguir.
0 30 60 120 180 240
1,76 1,04 0,79 0,52 0,37 0,29
A reação é de primeira ou segunda ordem em relação ao ozônio?

Passo 1

Beleza, vamos ver o que o problema está pedindo. Temos uma reação química entre e . A equação balanceada é:
A gente sabe que tem um excesso de , então a reação depende principalmente de como o ozônio ( ) está agindo ao longo do tempo. Queremos descobrir se a reação é de primeira ou segunda ordem em relação ao ozônio. Para isso, vamos usar conceitos de cinética química, que estuda a velocidade das reações.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa a ordem da reação. A ordem indica como a velocidade da reação depende da concentração dos reagentes:
  • Primeira ordem: A velocidade depende diretamente da concentração do reagente. A equação integrada é:
    Onde é a constante de velocidade.
  • Segunda ordem: A velocidade depende do quadrado da concentração do reagente. A equação integrada é:
Vamos usar os dados da pressão parcial do ozônio ( ) ao longo do tempo para ver qual dessas equações se aplica melhor.

Passo 3

Como não temos gráficos aqui, vamos calcular os valores de e para cada tempo e ver qual deles apresenta uma variação mais linear com o tempo.
Calculando :
0 1,76 0,564
30 1,04 0,039
60 0,79 -0,236
120 0,52 -0,653
180 0,37 -0,994
240 0,29 -1,238
Calculando :
0 1,76 0,568
30 1,04 0,962
60 0,79 1,266
120 0,52 1,923
180 0,37 2,703
240 0,29 3,448

Passo 4

Agora, vamos observar como essas duas colunas variam com o tempo.
  • Para , a variação não é perfeitamente linear, mas diminui de forma gradual.
  • Para , a variação parece aumentar de maneira mais linear à medida que o tempo passa.
Como a relação de segunda ordem resulta em uma relação linear entre e o tempo, e isso parece ser o caso aqui, estamos inclinados a pensar que a reação é de segunda ordem em relação ao ozônio.

Passo 5

Para confirmar, podemos calcular o comportamento linear usando duas temperaturas e ver se a razão se mantém constante, mas simplificando aqui, observamos que a variação de com o tempo é mais consistente e linear comparada à de .

Resposta

A reação é de segunda ordem em relação ao ozônio ( ).

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0,12 0,96 2,24 3,20 4,00
8,49 7,10 5,79 5,20 4,77
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