A tabela abaixo apresenta os resultados obtidos para o estudo cinético de uma reação química elementar genérica na forma a A+b B+c C D+E.
Experimento [A] [B] [C] Velocidade da reação (m o l L^-1 s^-1)
1 0,10 0,10 0,10 8,0 times 10^-4
2 0,20 0,10 0,10 1,6 times 10^-3
3 0,10 0,20 0,10 1,6 times 10^-3
4 0,10 0,10 0,20 3,2 times 10^-3
A partir destes resultados, determine:
a) a lei de velocidade da reação.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos apresenta uma reação química genérica: . Estamos trabalhando com Cinética Química, que estuda a velocidade das reações. Nosso objetivo é descobrir a lei de velocidade dessa reação, ou seja, como a velocidade depende das concentrações dos reagentes , e . Para isso, vamos analisar os resultados dos quatro experimentos fornecidos.

Passo 2

Primeiro, vamos comparar o Experimento 1 com o Experimento 2. Nesses dois, as concentrações de e permanecem iguais ( ), mas a concentração de dobra de para .
  • Velocidade no Exp 1:
  • Velocidade no Exp 2:
Observamos que a velocidade também dobrou. Isso sugere que a reação é primeira ordem em . Matemáticamente, isso significa que a velocidade é proporcional a .

Passo 3

Agora, vamos comparar o Experimento 1 com o Experimento 3. Aqui, a concentração de e são iguais ( ), mas a concentração de dobra de para .
  • Velocidade no Exp 1:
  • Velocidade no Exp 3:
Mais uma vez, a velocidade dobrou quando dobrou. Isso indica que a reação é também primeira ordem em , ou seja, proporcional a .

Passo 4

Por último, vamos comparar o Experimento 1 com o Experimento 4. Aqui, e mantêm as mesmas concentrações ( ), mas dobra de para .
  • Velocidade no Exp 1:
  • Velocidade no Exp 4:
A velocidade quadruplicou quando dobrou. Isso indica que a reação é segunda ordem em , ou seja, proporcional a .

Resposta

Com base nas análises, a lei de velocidade da reação é:
v = k , [A] , [B] , [C]^2
Onde:
  • é a velocidade da reação,
  • é a constante de velocidade,
  • , e são as concentrações dos reagentes , e , respectivamente.

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