Os seguintes dados foram medidos para a reação
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Experimento |
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Velocidade inicial <br>
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1 | 0,250 | 0,250 | 0,2130 | ||
2 | 0,250 | 0,125 | 0,1065 | ||
3 | 0,200 | 0,100 | 0,0682 | ||
4 | 0,350 | 0,100 | 0,1193 | ||
5 | 0,175 | 0,100 | 0,0596 |
Determine a lei de velocidade, a constante de velocidade e ordem de reação.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que envolve determinar a lei de velocidade, a constante de velocidade e a ordem de reação para a reação entre
e
que forma
. Para isso, vamos precisar entender como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Usaremos os dados fornecidos nos experimentos para encontrar esses parâmetros.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a lei de velocidade geral para uma reação como essa pode ser expressa da seguinte forma:
Aqui,
é a constante de velocidade, e
e
são as ordens de reação em relação a cada reagente. Nosso objetivo é determinar
,
e
usando os dados dos experimentos.
Passo 3
Vamos comparar dois experimentos onde a concentração de um reagente varia enquanto a do outro permanece constante. Isso nos ajuda a determinar a ordem de reação em relação a cada reagente.
Vamos olhar os Experimentos 1 e 2:
- Experimento 1:
mol/L, mol/L, Velocidade = 0,2130 mol/(L·s) - Experimento 2:
mol/L, mol/L, Velocidade = 0,1065 mol/(L·s)
Aqui, a concentração de
permanece a mesma, mas a de
é reduzida pela metade. Vamos usar a fórmula da lei de velocidade para ambos os experimentos:
Para o Experimento 1:
Para o Experimento 2:
Passo 4
Dividindo a equação do Experimento 2 pela do Experimento 1 para eliminar
:
Simplificando:
Para que
, o valor de
deve ser 1.
Passo 5
Agora que sabemos que
, vamos usar isso para encontrar
. Vamos comparar os Experimentos 1 e 3:
- Experimento 1:
mol/L, mol/L, Velocidade = 0,2130 mol/(L·s) - Experimento 3:
mol/L, mol/L, Velocidade = 0,0682 mol/(L·s)
Usando a lei de velocidade:
Para o Experimento 1:
Para o Experimento 3:
Vamos dividir a equação do Experimento 3 pela do Experimento 1:
Simplificando:
Dividindo ambos os lados por 0,4:
Portanto,
.
Passo 6
Agora que temos
e
, a lei de velocidade fica:
Para encontrar a constante de velocidade
, usamos qualquer um dos experimentos. Vamos usar o Experimento 1:
Resposta
A lei de velocidade da reação é
, indicando que a reação é de primeira ordem em relação a
, de primeira ordem em relação a
, e a constante de velocidade é
.
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vale
. Quanto é a velocidade média em função de cada participante da reação?
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0,00492 | 0,0216 | 0,095 | 0,326 | 1,15 |
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5 | 15 | 25 | 35 | 45 |
Calcule a energia de ativação para a reação e a constante cinética a
.
Fluoreto de cromo(II) e fluoreto de manganês(II) apresentam o íon central rodeado por seis ligantes fluoretos (
-). Os comprimentos das ligações
são equidistantes, enquanto que no composto de Cr (II) temos 4 ligações
equidistantes e duas ligações
mais curtas. Explique detalhadamente este comportamento.