Para a reação
, foram registrados os seguintes dados experimentais:
|
|
Velocidade inicial
|
---|---|---|
0,60 | 0,37 | 0,18 |
1,20 | 0,37 | 0,72 |
1,20 | 0,74 | 1,44 |
b) Determine o valor da constante de velocidade?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma reação química onde o óxido nítrico (NO) e o hidrogênio (H₂) reagem para formar N₂O e H₂O. O que queremos descobrir aqui é a constante de velocidade da reação. Para isso, vamos usar os dados experimentais que mostram as concentrações iniciais dos reagentes e a velocidade inicial da reação. Vamos precisar entender um pouquinho sobre leis de velocidade e como elas se relacionam com as concentrações dos reagentes.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como funciona a lei de velocidade. Ela nos diz que a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes elevadas a certos expoentes. A fórmula geral fica assim:
Aqui,
é a constante de velocidade que queremos encontrar, e
e
são os ordens da reação em relação a cada reagente.
Passo 3
Vamos determinar as ordens
e
usando os dados dos experimentos.
Experimento 1:
-
-
- Velocidade = 0,18 , mol/(L·min))
Experimento 2:
-
(dobrou) -
(mesma) - Velocidade = 0,72 , mol/(L·min))
Comparando o Experimento 2 com o 1, só a concentração de NO dobrou e a velocidade quadruplicou (de 0,18 para 0,72). Isso significa que:
Resolvendo para
:
Então, a ordem em relação ao NO é 2.
Experimento 3:
-
(mesma do Experimento 2) -
(dobrou) - Velocidade = 1,44 , mol/(L·min))
Comparando o Experimento 3 com o 2, só a concentração de H₂ dobrou e a velocidade também dobrou. Então:
Resolvendo para
:
Portanto, a ordem em relação ao H₂ é 1.
Passo 4
Agora que sabemos que a lei de velocidade é:
Vamos usar um dos experimentos para encontrar
. Vamos usar o Experimento 1:
Calculando:
Resposta
A constante de velocidade
é aproximadamente 1,35 mol⁻¹·L·min⁻¹.