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.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão tá pedindo. A gente tem uma reação química onde A e B reagem para formar um produto. A tabela mostra a concentração inicial dos reagentes A e B e a velocidade inicial da reação em diferentes experimentos. Nosso objetivo aqui é descobrir o valor da constante de velocidade dessa reação.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender a lei da velocidade. Ela nos diz como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Geralmente, a lei da velocidade tem a forma:
Aqui, é a constante de velocidade que queremos encontrar, e e são os expoentes que mostram a ordem da reação em relação a A e B, respectivamente.

Passo 3

Vamos determinar os valores de e usando os dados dos experimentos. Para isso, comparamos dois experimentos onde só uma das concentrações muda. Primeiro, vamos encontrar comparando os Experimentos 1 e 2.
No Experimento 1:
  • Velocidade = 12,6, mol\cdotL{-1}\cdot\text{s}{-1}
No Experimento 2:
  • Velocidade = 1,4, mol\cdotL{-1}\cdot\text{s}{-1}
Aqui, a concentração de A mudou de 0,60 para 0,20, ou seja, foi dividida por 3, enquanto a concentração de B permaneceu a mesma. A velocidade mudou de 12,6 para 1,4, o que é uma divisão por 9.
Usando a relação da lei da velocidade:
Substituindo os valores:
Resolvendo para :

Passo 4

Agora, vamos encontrar comparando os Experimentos 1 e 3.
No Experimento 3:
  • Velocidade = 4,2, mol\cdotL{-1}\cdot\text{s}{-1}
Comparando com o Experimento 1, a concentração de B mudou de 0,30 para 0,10, ou seja, foi dividida por 3, enquanto a concentração de A permaneceu a mesma. A velocidade mudou de 12,6 para 4,2, uma divisão por 3.
Usando a relação da lei da velocidade:
Resolvendo para :

Passo 5

Agora que temos e , podemos escrever a lei da velocidade da reação:
Para encontrar a constante de velocidade , usamos os dados de qualquer um dos experimentos. Vamos usar o Experimento 1:
Resolvendo para :

Resposta

A constante de velocidade é aproximadamente .

Exercícios relacionados

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.
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.
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.
Calcular a variação de entropia durante a fusão do gelo a 273 K e a vaporização da água a 373 K . Qual é a razão física que explica que uma é maior que a outra.