A velocidade inicial da reação,
Produtos foi determinada a partir das concentrações iniciais dos reagentes A e B. Usando os dados da Tabela abaixo, determine a ordem de reação para cada um dos reagentes envolvidos.
Experimento |
|
|
Velocidade inicial <br>
|
---|---|---|---|
1 | 0,36 | 0,42 | 0,0089 |
2 | 0,36 | 0,126 | 0,0801 |
3 | 0,72 | 0,126 | 0,1602 |
Passo 1
Beleza, bora entender o que a questão tá pedindo! A gente tem uma reação química:
Produtos. A tabela mostra diferentes experimentos com as concentrações iniciais de A e B, além da velocidade inicial da reação. Nosso objetivo é descobrir qual a ordem da reação em relação a cada reagente, ou seja, descobrir os expoentes
e
na lei da velocidade:
. Pra isso, vamos usar os dados dos experimentos e comparar como a variação das concentrações de A e B afeta a velocidade da reação.
Passo 2
Primeiro, a gente olha para os experimentos 1 e 2. Nesse grupo, a concentração de A é a mesma (
), mas a concentração de B muda de
no experimento 1 para
no experimento 2. Vamos ver como isso impacta a velocidade:
Então, quando [B] diminuiu de 0,42 para 0,126, a velocidade aumentou cerca de 9 vezes. Agora, a gente sabe que:
E, pela lei da velocidade:
Substituindo os valores:
Para achar
, vamos resolver a equação:
Esse resultado negativo não faz sentido físico nesse contexto. O que deve ter rolado é que na verdade a velocidade aumentou quando a concentração de B diminuiu, sugerindo que a ordem em relação a B é negativa, mas isso é incomum. Provavelmente, houve um erro na interpretação dos dados ou nas condições do experimento. Vamos verificar outro par de experimentos para confirmar.
Passo 3
Agora, vamos comparar os experimentos 2 e 3. Nesse caso, a concentração de B é a mesma (
), mas a concentração de A muda de
no experimento 2 para
no experimento 3. A velocidade também muda de
para
.
A concentração de A dobrou:
Pela lei da velocidade:
Substituindo:
Isso significa que
. Então, a ordem da reação em relação a A é 1.
Passo 4
Vamos revisar o que encontramos até agora. Descobrimos que a ordem da reação em relação a A é 1. Agora, precisamos determinar a ordem em relação a B. Voltando ao comparativo entre os experimentos 1 e 2, apesar do resultado estranho, vamos tentar interpretar.
No experimento 1 para 2, a concentração de B diminuiu de 0,42 para 0,126 (redução de aproximadamente 3,33 vezes), e a velocidade aumentou de 0,0089 para 0,0801 (aumento de aproximadamente 9 vezes). Vamos usar esses valores:
Tomando logaritmo em ambos os lados:
Apesar de ser incomum ter uma ordem negativa, esse resultado sugere que a reação é inibitória em relação a B, ou seja, aumentando a concentração de B, a velocidade diminui. Portanto, a ordem em relação a B é aproximadamente -1,83.
Resposta
A ordem da reação é 1 em relação a A e aproximadamente -1,83 em relação a B.