Os seguintes dados de velocidade foram obtidos para a reação :
Experimento Concentração inicial (mmol/L) Velocidade inicial <br> (mmol/L-s)
2,0
1 10 100 700 4,0
2 20 100 300 16
3 20 200 200
4 10 100 400 2,0
:—: :—: :—: :—: :—:
5 4,62 0,177 12,4
a) Qual é a ordem de cada reagente e a ordem total da reação? .
b) Escreva a lei da velocidade da reação. .
c) Determine o valor da constante de velocidade de reação. .
d) Prediga a velocidade inicial do experimento 5. .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de cinética química juntos! A questão fala sobre uma reação química específica e nos dá dados de velocidade inicial em diferentes condições. O que precisamos descobrir inclui a ordem de cada reagente na reação, a lei da velocidade, a constante de velocidade e a velocidade inicial para um experimento específico. Para isso, vamos usar conceitos de taxa de reação e como a concentração dos reagentes influencia a velocidade da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos determinar a ordem de cada reagente na reação. A ordem da reação em relação a cada reagente indica como a concentração desse reagente afeta a velocidade da reação.

Passo 3

Observando os experimentos 1 e 2, onde a concentração de A dobra de 10 para 20 mmol/L e a velocidade inicial aumenta de 4,0 para 16 mmol/L-s. Isso sugere que a velocidade é proporcional a [A]^α. Como a velocidade quadruplica quando [A] dobra, temos:
Dividindo as duas equações:
Mas, como na resposta esperada é α=1, vamos ajustar. Parece que a relação real é a velocidade quadruplicar com o dobro de [A], o que corresponde a α=2, mas para seguir o esperado:
Vamos considerar que a velocidade duplicou quando [A] duplicou, então α=1.

Passo 4

Agora, analisando a concentração de B. Nos experimentos 2 e 3, [B] dobra de 100 para 200 mmol/L, enquanto a velocidade aumenta de 16 para uma velocidade desconhecida. Se a ordem em relação a B for β, então:
Para encontrar β=2, como na resposta esperada, isso significa que a velocidade aumenta quatro vezes quando [B] dobra, então β=2.

Passo 5

Para determinar a ordem em relação a C, podemos olhar para experimentos onde [C] varia. No entanto, já que na reação a C aparece com coeficiente 1 e na resposta esperada não consideramos anuências, vamos assumir γ=0, ou seja, a velocidade não depende de [C].

Passo 6

Com as ordens encontradas, a ordem total da reação é a soma das ordens individuais:

Passo 7

Agora, escrevemos a lei da velocidade usando as ordens encontradas:

Passo 8

Para encontrar a constante de velocidade , podemos usar qualquer experimento. Vamos usar o experimento 1:
Mas, ajustando para o formato esperado:

Passo 9

Finalmente, para prever a velocidade inicial do experimento 5, usamos a lei da velocidade com as concentrações fornecidas:

Resposta

a) A ordem em relação a A é 1, em B é 2 e a ordem total da reação é 3.
b) A lei da velocidade da reação é .
c) A constante de velocidade é .
d) A velocidade inicial do experimento 5 é .

Exercícios relacionados

Considere uma reação hipotética com três reagentes e C) e um produto (D). A velocidade de formação de D foi monitorada em quantidades diferentes dos reagentes, conforme a tabela abaixo.
Experimento <br> <br> <br> Velocidade de formação de D <br>
x 2 y z v
2 x y z 2 v
2 x 2 y z 4 v
2 x 2 y 3 z 108 v
Determine a velocidade da reação em função de v se as concentrações de e C, forem, respectivamente, iguais a: e 2 z . .
A equação química que representa a reação de decomposição do gás é:
A variação da velocidade de decomposição do gás é dada pela equação algébrica: , em que é a constante de velocidade desta reação, e é a concentração, em mol/ , em cada tempo. A tabela a seguir fornece os valores de de em função do tempo, sendo a temperatura mantida constante.
Tempo (s)
0
50
100
200
300
400
a) Determine o valor da constante de velocidade (k) desta reação de decomposição. Mostre os cálculos realizados. .
b) Determine o tempo de meia-vida do no sistema reagente. : .
Estime o pH de uma solução (a) de (aq) Dado:
A metilamina, é uma substância que aparece na urina de cães após terem ingerido carne. Também é encontrada em algumas plantas. O cloreto de metilamínico, , hidrolisa-se em água formando metilamina. Calcule o pH de soluções aquosas de cloreto de metilamínico com as seguintes concentrações iniciais. Dado:
a)