Os seguintes dados foram obtidos para a reação:
Experimento |
|
|
Velocidade <br>
|
---|---|---|---|
1 | 0,025 | 0,25 | 0,2130 |
2 | 0,025 | 0,125 | 0,1065 |
3 | 0,2 | 0,1 | 0,0682 |
4 | 0,35 | 0,1 | 0,1193 |
5 | 0,175 | 0,1 | 0,0596 |
(b) Qual a ordem total da reação?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem uma reação química onde o trifluoreto de boro (
) reage com amônia (
) formando
. A tabela que você me deu mostra diferentes concentrações de
e
e a velocidade com que a reação ocorre em cada caso. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a ordem total dessa reação. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre cinética química e como a velocidade das reações depende das concentrações dos reagentes.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que significa a ordem de uma reação. A ordem em relação a um reagente indica o quanto a velocidade da reação depende da concentração desse reagente. A ordem total é a soma das ordens em relação a cada reagente.
Vamos começar determinando a ordem da reação em relação ao
. Para isso, vamos olhar para os experimentos onde a concentração de
muda enquanto a concentração de
permanece constante.
Comparando os Experimentos 1 e 2:
- Experimento 1:
, velocidade - Experimento 2:
, velocidade
Ah, mas percebi que nos Experimentos 1 e 2 a concentração de
é a mesma e a de
muda. Então, para encontrar a ordem em relação ao
, vamos comparar outros experimentos onde a concentração de
é constante.
Vamos comparar os Experimentos 3 e 4:
- Experimento 3:
, , velocidade - Experimento 4:
, , velocidade
Agora as concentrações de
mudam enquanto a de
permanece a mesma.
Passo 3
Vamos calcular a ordem da reação em relação ao
. A fórmula geral da velocidade é:
onde:
-
é a velocidade da reação, -
é a constante de velocidade, -
é a ordem em relação ao , -
é a ordem em relação ao .
Usando os Experimentos 3 e 4:
Como
é constante, os termos de
se cancelam. Então:
Calculando os valores:
Então:
Tomando o logaritmo de ambos os lados:
Calculando:
Portanto:
Isso significa que a reação é primeira ordem em relação ao
.
Passo 4
Agora, vamos descobrir a ordem da reação em relação ao
. Vamos olhar para os experimentos onde a concentração de
muda enquanto a de
permanece constante.
Comparando os Experimentos 1 e 2:
- Experimento 1:
, velocidade - Experimento 2:
, velocidade
Aqui, a concentração de
é a mesma e só a de
muda.
Usando a mesma fórmula da velocidade:
Simplificando:
Calculando os valores:
Então:
Tomando o logaritmo de ambos os lados:
Portanto:
Isso indica que a reação também é primeira ordem em relação ao
.
Resposta
A ordem total da reação é a soma das ordens em relação a cada reagente:
. Portanto, a reação é de segunda ordem.
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Com o rendimento de
é afetado pelo (a) aumento da temperatura, (b) aumento de
, © remoção de
e (d) adição de catalisador.
Escreva as expressões das constantes de equilíbrio em cada caso:
©
©
Escreva as expressões das constantes de equilíbrio em cada caso:
(d)
(d)
O que são gases ideais? A equação dos gases ideais envovle duas leis e um princípio. Descreva-os.