Os seguintes dados foram medidos para a reação
Experimento Velocidade inicial <br>
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 .

Exercícios relacionados

Se a velocidade média da reação vale . Quanto é a velocidade média em função de cada participante da reação?
Qual a vantagem em se trabalhar com sistema de fase reversa?
Determinou-se a constante de velocidade para a decomposição de primeira ordem de um composto orgânico, em diversas temperatura.
0,00492 0,0216 0,095 0,326 1,15
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.