Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação 2 ICl (g) +H2 (g) I2 (g) +2 HCl (g):
Experimento Concentração inicial, <br> mmol cdot L^-1 Velocidade inicial, <br> mol cdot L^-1 cdot s^-1
[ICl]0 [H2]0
1 1,5 1,5 3,7 times 10^-7
2 3,0 1,5 7,4 times 10^-7
3 3,0 4,5 22 times 10^-7
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:
2 ICl , (g) + H2 , (g) I2 , (g) + 2 HCl , (g)
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 Taxa = k [ICl]^a [H2]^b 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:
Taxa = k [ICl]^1 [H2]^1
Ou, de forma simplificada:
Taxa = k [ICl] [H2]
Isso significa que a velocidade da reação aumenta proporcionalmente ao aumento das concentrações de e .

Resposta

A lei de velocidade para a reação é:
Taxa = k [ICl] [H2]

Exercícios relacionados