Para a reação
foram realizados três experimentos conforme a tabela abaixo:
Experimento |
|
|
Velocidade de reação <br>
|
---|---|---|---|
I | 0,1 | 0,1 |
|
II | 0,2 | 0,2 |
|
III | 0,1 | 0,2 |
|
Determine:
a) A lei de velocidade da reação acima;
a) A lei de velocidade da reação acima;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é uma reação química onde o A e o B se combinam para formar o C. Foram feitos três experimentos diferentes, alterando as concentrações de A e B, e mediram a velocidade com que a reação acontece. Nosso objetivo é descobrir qual é a lei de velocidade dessa reação, ou seja, como a velocidade depende das concentrações de A e B.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a lei de velocidade geralmente tem a forma:
Aqui,
é a constante de velocidade, e
e
são as ordens da reação em relação a A e B, respectivamente. Nosso objetivo é encontrar os valores de
e
.
Passo 3
Vamos comparar os experimentos para descobrir os valores de
e
. Primeiro, vamos comparar os Experimentos I e II. Observamos que, passando do I para o II:
- A concentração de A dobra: de 0,1 para 0,2 mol/L.
- A concentração de B também dobra: de 0,1 para 0,2 mol/L.
- A velocidade passa de
para mol/(L·min), ou seja, quadruplica.
Vamos usar esses dados na equação da velocidade:
E do Experimento I:
Dividindo a segunda equação pela primeira para eliminar
:
Simplificando:
Portanto:
Passo 4
Agora, vamos comparar os Experimentos I e III. Nesse caso:
- A concentração de A é a mesma em ambos: 0,1 mol/L.
- A concentração de B dobra: de 0,1 para 0,2 mol/L.
- A velocidade passa de
para mol/(L·min), ou seja, dobra.
Usando a equação da velocidade:
E do Experimento I:
Dividindo as duas equações:
Simplificando:
Portanto:
Passo 5
Sabendo que
e
, podemos encontrar
:
Resposta
A lei de velocidade da reação é:
Ou simplificando: