Para a reação de hidrólise da aspirina obteve-se os seguintes resultados. Responda:
a) Obtenha a lei de velocidade. Qual é a ordem global da reação?
b) Calcule a constante de velocidade com as unidades apropriadas.
Experimento Velocidade Inicial <br> (m o l cdot L^-1 cdot m i n^-1) p H [ Aspirina ]0 <br> (m o l cdot L^-1)
1 6,7 times 10^-6 12,45 1,0 times 10^-3
2 6,7 times 10^-12 9,50 1,0 times 10^-3
3 9,4 times 10^-6 12,45 1,4 times 10^-3
4 6,7 times 10^-5 9,50 1,0 times 10^-3

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem uma reação de hidrólise da aspirina e alguns dados de experimentos. Nosso objetivo é descobrir como a velocidade dessa reação depende das concentrações dos reagentes (isso é a lei de velocidade) e também determinar a ordem global da reação. Além disso, vamos calcular a constante de velocidade usando esses dados. Para isso, vamos precisar entender um pouco de cinética química e usar fórmulas básicas de taxa de reação.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar como a velocidade inicial da reação varia com a concentração de aspirina e o pH. Observamos que o pH está relacionado à concentração de íons H⁺, que podem influenciar a reação. A lei de velocidade geralmente tem a forma:
Velocidade = k cdot [Aspirina]^m cdot [H^+]^n
Aqui, é a constante de velocidade, e e são as ordens da reação em relação à aspirina e ao íon H⁺, respectivamente.

Passo 3

Vamos determinar os valores de e comparando os experimentos onde uma das variáveis muda enquanto a outra permanece constante.
Primeiro, comparando o Experimento 1 com o Experimento 2:
  • = mol/L em ambos.
  • pH muda de 12,45 para 9,50, o que significa que aumenta de para .
A velocidade muda de para .
Isso sugere que a velocidade é altamente dependente da concentração de H⁺, indicando que é significativo.

Passo 4

Agora, comparando o Experimento 1 com o Experimento 3:
  • pH = 12,45 em ambos.
  • V3V1 = ( [Aspirina]3[Aspirina]1 )^m aumenta de 9,4 times 10^-66,7 times 10^-6 = ( 1,4 times 10^-31,0 times 10^-3 )^m para 1,4 = (1,4)^m .
A velocidade aumenta de para .
Podemos usar a fórmula:
Isso indica que .

Passo 5

Com e observando a grande variação da velocidade com a concentração de H⁺, podemos estimar que também é 1. Portanto, a ordem total da reação é .

Resposta

A lei de velocidade da reação é:
Velocidade = k cdot [Aspirina] cdot [H^+]
A ordem global da reação é 2.

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