A velocidade inicial da reação, 2 A+B Rightarrow 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 [A]o^0 ( m o l / L) [B]o^( m o l / L) Velocidade inicial <br> (m o l / L s)
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 ( Velocidade2Velocidade1 = 0,08010,0089 approx 9 ), mas a concentração de B muda de [B]2[B]1 = 0,1260,42 = 0,3 no experimento 1 para Velocidade2Velocidade1 = ([B]2[B]1)^n no experimento 2. Vamos ver como isso impacta a velocidade:
9 = 0,3^n
Então, quando [B] diminuiu de 0,42 para 0,126, a velocidade aumentou cerca de 9 vezes. Agora, a gente sabe que:
n = ln(9)ln(0,3) approx 2,197-1,204 approx -1,826
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 ( Velocidade3Velocidade2 = 0,16020,0801 = 2 ), mas a concentração de A muda de [A]3[A]2 = 0,720,36 = 2 no experimento 2 para Velocidade3Velocidade2 = ([A]3[A]2)^m no experimento 3. A velocidade também muda de 2 = 2^m 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:
Velocidade2Velocidade1 = 9 = ([B]2[B]1)^n = (0,1260,42)^n = (0,3)^n
Tomando logaritmo em ambos os lados:
ln(9) = n cdot ln(0,3)
n = ln(9)ln(0,3) approx 2,197-1,204 approx -1,826
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.

Exercícios relacionados