Para uma reação de um gás à temperatura de 400 K , a taxa é dada por:
(a) Quais sào as unidades da constante de taxa?
(b) Qual é o valor da constante de taxa para esta reaçảo, se a equaçào de taxa é expressa como:
(b) Qual é o valor da constante de taxa para esta reaçảo, se a equaçào de taxa é expressa como:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício sobre cinética química, especificamente sobre a lei de taxa de uma reação. Precisamos responder duas partes:
a) Identificar as unidades da constante de taxa.
b) Calcular o valor dessa constante de taxa usando a equação fornecida.
Para resolver isso, vamos precisar entender como as unidades se relacionam na equação da taxa de reação e como manipular essas unidades para encontrar a constante de taxa.
Passo 2
Parte a): Queremos descobrir as unidades da constante de taxa
na equação da taxa.
A equação dada é:
Aqui,
representa a velocidade da reação, e
é a pressão do reagente A.
Na equação geral da taxa para uma reação de segunda ordem:
Comparando com a equação dada, podemos ver que:
- A taxa tem unidades de atm/h.
-
está ao quadrado, então as unidades de são atm².
Queremos que as unidades de
se ajustem para que quando multiplicamos
por atm², o resultado seja atm/h.
Passo 3
Vamos montar a relação de unidades:
Substituindo as unidades conhecidas:
Para encontrar
, isolamos
:
Então, as unidades da constante de taxa
são
.
Passo 4
Parte b): Agora, vamos calcular o valor da constante de taxa
usando a segunda equação fornecida:
Primeiro, precisamos relacionar as duas equações de taxa que temos. A primeira equação está em termos de pressão, e a segunda em termos de concentração.
Sabemos que a pressão
está relacionada à concentração
pela equação dos gases ideais:
onde
é a constante dos gases e
a temperatura.
No entanto, para simplificar, vamos assumir que a relação entre
e
é linear e que podemos diretamente relacionar as constantes de taxa nas duas equações.
Passo 5
Para encontrar
, precisamos igualar as duas expressões de taxa:
Isolando
:
Agora, usando a relação
, substituímos:
Assim, a constante de taxa
depende dos valores de
e
.
Passo 6
Vamos inserir os valores conhecidos:
-
(vamos precisar ajustar as unidades conforme necessário) -
Calculando:
Primeiro, calculamos
:
Depois,
Multiplicando tudo:
Resposta
a) As unidades da constante de taxa
são
.
b) O valor da constante de taxa
para esta reação é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Para a reação complexa com estequiometria
e com a expressão de segunda ordem para a taxa
pode-se dizer que as taxas de reação estão relacionadas por
? Se as taxas não forem assim relacionadas, então como elas seriam? Atenção, considere os sinais + ou-.
A experiência mostra que a decomposição homogênca de ozönio ocorre com a seguinte taxa:
(a) Qual é a ordem global da reação?
(b) Sugira um mecanismo com duas etapas para explicar essa taxa e estábeleça como você testaria esse mecanismo.
(b) Sugira um mecanismo com duas etapas para explicar essa taxa e estábeleça como você testaria esse mecanismo.
Qual das seguintes soluções terá
?
c)
c)
Escreva uma equacao acido-base entre a reacao de
e
em meio aquoso e identifique os ácidos e as bases em uma reacao reversivel.