Os seguintes dados foram coletados para a reação do brometo de t-butila,
, com o ion hidróxido, a
:
Experiência
Concentracão de
Concentração de
Velocidade de formação do
1
0,10
0,10
0,0010
2
0,20
0,10
0,0020
3
0,30
0,10
0,0030
4
0,10
0,20
0,0010
5
0,10
0,30
0,0010
Qual a lei e a constante de vel ocidade para esta reação?
Experiência |
|
Concentração de
|
|
||||
1 | 0,10 | 0,10 | 0,0010 | ||||
2 | 0,20 | 0,10 | 0,0020 | ||||
3 | 0,30 | 0,10 | 0,0030 | ||||
4 | 0,10 | 0,20 | 0,0010 | ||||
5 | 0,10 | 0,30 | 0,0010 |
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos apresenta uma reação química entre o brometo de t-butila,
, e o íon hidróxido,
, formando
e
. A tabela que você forneceu mostra diferentes concentrações de reagentes e a velocidade com que o produto é formado em cada experimento. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a lei de velocidade dessa reação e determinar a constante de velocidade,
.
Para resolver isso, vamos precisar entender como a concentração dos reagentes afeta a velocidade da reação. Basicamente, queremos descobrir como a velocidade depende das concentrações de
e de
.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a lei de velocidade geral para uma reação que envolve dois reagentes pode ser escrita como:
Aqui,
é a constante de velocidade, e
e
são os expoentes que queremos encontrar. Esses expoentes indicam como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes.
Passo 3
Vamos analisar os dados para encontrar o valor de
. Olhe para os experimentos 1, 2 e 3, onde a concentração de
permanece constante em
, mas a concentração de
aumenta de
para
e depois para
.
- Experimento 1:
; Velocidade = - Experimento 2:
; Velocidade = - Experimento 3:
; Velocidade =
Perceba que, quando a concentração de
dobra de
para
, a velocidade também dobra. Isso sugere que a velocidade é diretamente proporcional à concentração de
, ou seja,
.
Passo 4
Agora, vamos descobrir o valor de
. Olhe para os experimentos 1, 4 e 5, onde a concentração de
permanece constante em
, mas a concentração de
aumenta de
para
e depois para
.
- Experimento 1:
; Velocidade = - Experimento 4:
; Velocidade = - Experimento 5:
; Velocidade =
Note que, mesmo aumentando a concentração de
, a velocidade da reação não muda. Isso indica que a velocidade não depende da concentração de
, ou seja,
.
Passo 5
Com os valores de
e
, podemos agora escrever a lei de velocidade:
Então, a velocidade depende apenas da concentração de
.
Passo 6
Agora, vamos encontrar o valor da constante de velocidade,
. Podemos usar qualquer experimento para isso; vamos usar o Experimento 1:
Resolvendo para
:
Resposta
A lei de velocidade é
e a constante de velocidade é
.
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e
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, respectivamente. Escreva a equação química que representa o processo de ionização dessas espécies e justifique a diferença observada nos valores da energia de ionização.
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a) Qual é o comprimento de onda dessa radiação? Em que região do espectro se situa essa radiação?
b) Explique o significado físico da Função Trabalho ( ).
c) Calcule a velocidade do elétron ejetado.
d) Uma radiação de maior comprimento de onda vai ejetar elétrons com maior ou menor energia cinética?
e) O que ocorrerá com a energia cinética dos elétrons ejetados se a intensidade da radiação incidente for dobrada?
a) Qual é o comprimento de onda dessa radiação? Em que região do espectro se situa essa radiação?
b) Explique o significado físico da Função Trabalho (
c) Calcule a velocidade do elétron ejetado.
d) Uma radiação de maior comprimento de onda vai ejetar elétrons com maior ou menor energia cinética?
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