Os seguintes dados foram obtidos para a reação:
Experimento <br> <br> 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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©
Escreva as expressões das constantes de equilíbrio em cada caso:
(d)
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