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.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de cinética química onde precisamos descobrir a lei de velocidade para a reação:
Para resolver isso, vamos usar os dados fornecidos sobre as concentrações iniciais dos reagentes e as velocidades iniciais da reação. Precisamos descobrir como a velocidade da reação depende das concentrações de
e
. Basicamente, queremos encontrar uma equação do tipo:
Onde
é a constante de velocidade, e
e
são os coeficientes que indicam a ordem da reação em relação a cada reagente. Vamos determinar esses coeficientes passo a passo.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir a ordem da reação em relação ao
. Para isso, vamos comparar os experimentos onde a concentração de
é mantida constante e a concentração de
varia.
Observando os Experimentos 1 e 2:
- Experimento 1:
, - Experimento 2:
,
Aqui, a concentração de
permanece em
, enquanto
dobra de
para
. A velocidade também dobra de
para
.
Isso sugere que a velocidade é diretamente proporcional à concentração de
, ou seja, a ordem em relação a
é 1.
Passo 3
Agora, vamos determinar a ordem da reação em relação ao
. Para isso, vamos comparar os experimentos onde a concentração de
é mantida constante e a concentração de
varia.
Observando os Experimentos 2 e 3:
- Experimento 2:
, - Experimento 3:
,
Aqui, a concentração de
é constante em
, enquanto
triplica de
para
. A velocidade também aumenta aproximadamente por um fator de 3 (de
para
).
Isso indica que a velocidade é proporcional à concentração de
, ou seja, a ordem em relação a
também é 1.
Passo 4
Agora que identificamos as ordens em relação a cada reagente, podemos escrever a lei de velocidade completa para a reação. Substituindo os valores que encontramos:
Ou, de forma simplificada:
Isso significa que a velocidade da reação aumenta proporcionalmente ao aumento das concentrações de
e
.
Resposta
A lei de velocidade para a reação é: