A velocidade inicial de uma reação X+Y Z foi medida para várias concentrações iniciais diferentes de X e Y, conforme a tabela a seguir:
Experimento |c|c|c|c| hline Experimento & $[X] mol L^-1$ & $[Y] mol L^-1$ & Velocidade inicial $(M / s)$ hline 1 & 0,200 & 0,200 & $2,0 times 10^-5$ hline 2 & 0,200 & 0,400 & $2,0 times 10^-5$ hline 3 & 0,400 & 0,200 & $8,0 times 10^-5$ hline v=k[X]^2 Velocidade inicial 2,0 times 10^-3 M^-1 s^-1
1 0,200 0,200
2 0,200 0,400
3 0,400 0,200
Com base nos dados da tabela, analise as assertivas abaixo:
I. A lei de velocidade para a reação é .
II. A concentração de Y não tem nenhum efeito sobre a velocidade da reação.
III. A ordem global da reação é 3 .
IV.A constante de velocidade é .
Quais estão corretas?
A Apenas I.
B Apenas II.
C Apenas I e II.
DApenas II e III.
EApenas III e IV.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação química onde X e Y reagem para formar Z, e nos deram uma tabela com diferentes concentrações iniciais de X e Y, junto com a velocidade inicial da reação em cada experimento. A matéria envolvida é Cinética Química, e vamos precisar aplicar a lei da velocidade para descobrir qual das afirmações está correta.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar como a velocidade da reação muda com as variações nas concentrações de X e Y. Olhando os Experimentos 1 e 2, a concentração de X permanece a mesma (0,200 mol/L), enquanto a concentração de Y dobra de 0,200 para 0,400 mol/L. A velocidade inicial também permanece a mesma: 2,0 times 10^-5 M/s. Isso sugere que a concentração de Y não está afetando a velocidade da reação.

Passo 3

Agora, vamos comparar os Experimentos 1 e 3. Aqui, a concentração de Y permanece em 0,200 mol/L, enquanto a concentração de X dobra de 0,200 para 0,400 mol/L. A velocidade inicial aumenta de 2,0 times 10^-5 M/s para 8,0 times 10^-5 M/s, ou seja, quadrupla. Isso indica que a velocidade da reação depende do quadrado da concentração de X.

Passo 4

Com base nisso, podemos escrever a lei da velocidade da reação. Sabemos que a velocidade é proporcional à concentração de X elevada ao quadrado e que a concentração de Y não afeta a velocidade. Então, a lei de velocidade fica:
v = k[X]^2
Isso confirma a afirmação I e II.

Passo 5

Vamos verificar a ordem global da reação. A ordem global é a soma das ordens individuais em relação a cada reagente. Aqui, a ordem em relação a X é 2 e em relação a Y é 0 (já que não afeta a velocidade). Portanto, a ordem total é:
2 + 0 = 2
A afirmação III diz que a ordem global é 3, o que está incorreto.

Passo 6

Por último, vamos calcular a constante de velocidade v = k[X]^2 . Usando a lei da velocidade que encontramos:
2,0 times 10^-5 = k times (0,200)^2
Pegando o Experimento 1:
2,0 times 10^-5 = k times 0,0400
k = 2,0 times 10^-50,0400 = 5,0 times 10^-4 M^-1 s^-1
A afirmação IV diz que , que está errada.

Resposta

Apenas I e II estão corretas.

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