Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação (g) (g) (g) (g):
Experimento Concentração inicial, <br> Velocidade inicial, <br>
1 1,5 1,5
2 3,0 1,5
3 3,0 4,5
4 4,7 2,7 ?
Use os dados para predizer a velocidade de reação para o experimento 4.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química onde dois reagentes, ICl e H₂, reagem para formar I₂ e HCl. A tabela mostra como a concentração inicial de ICl e H₂ afeta a velocidade inicial da reação. Nosso objetivo aqui é usar esses dados para prever qual será a velocidade da reação no experimento 4.

Passo 2

Primeiro, precisamos descobrir a lei de velocidade da reação. A lei de velocidade tem a forma:
Onde:
  • é a constante de velocidade,
  • é a ordem da reação em relação a ICl,
  • é a ordem da reação em relação a H₂.
Vamos descobrir os valores de e usando os dados dos Experimentos 1 e 2, e depois dos Experimentos 2 e 3.

Passo 3

Primeiro, olhando para os Experimentos 1 e 2:
  • Concentração de ICl dobra de 1,5 para 3,0 mmol/L,
  • Concentração de H₂ mantém igual em 1,5 mmol/L,
  • A velocidade aumenta de para mol/L·s.
Como somente a concentração de ICl dobrou e a velocidade também dobrou, isso sugere que a reação é de primeira ordem em relação a ICl, ou seja, .

Passo 4

Agora, vamos comparar os Experimentos 2 e 3:
  • Concentração de ICl mantém igual em 3,0 mmol/L,
  • Concentração de H₂ triplica de 1,5 para 4,5 mmol/L,
  • A velocidade aumenta de para mol/L·s.
A concentração de H₂ triplicou e a velocidade aumentou aproximadamente 3 vezes. Isso indica que a reação também é de primeira ordem em relação a H₂, ou seja, .

Passo 5

Agora que sabemos que e , a lei de velocidade fica:
Vamos determinar a constante de velocidade usando os dados do Experimento 1:

Passo 6

Com a constante de velocidade conhecida, podemos prever a velocidade no Experimento 4, onde:
  • ,
  • .
Primeiro, convertemos as concentrações para mol/L:
  • ,
  • .
Agora, aplicamos na lei de velocidade:

Resposta

A velocidade de reação para o experimento 4 é aproximadamente .

Exercícios relacionados

20 g de um soluto são adicionados em 100 g de água a . A pressão de vapor da água pura é e a da solução resultante é de . Com base nessas informações:
b) Calcule a massa desse soluto que deve ser misturada em 100 g de água para que a pressão de vapor da solução resultante seja metade da pressão do solvente puro.
20 g de um soluto são adicionados em 100 g de água a . A pressão de vapor da água pura é e a da solução resultante é de . Com base nessas informações:
a) Calcule a massa molar do composto.
Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação A (g) + 2 B (g) produto:
Concentração inicial, <br>
Experimento Velocidade inicial, <br>
1 0,60 0,30 12,6
2 0,20 0,30 1,4
3 0,60 0,10 4,2
4 0,17 0,25 $?
Dos dados, determine o valor da constante de velocidade.
Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação (g) (g) (g) (g):
Experimento Concentração inicial, <br> Velocidade inicial, <br>
1 1,5 1,5
2 3,0 1,5
3 3,0 4,5
4 4,7 2,7 ?
Escreva a lei de velocidade para a reação.