(2,0) As velocidades de reaçäo para formaçäo de nitrogénio molecular e aqua foram cronometradas para três experimentos realizados, onde 0 analista varou a concentração das espécies de óxido nitrico e hidrogênio.
l 2 NO(g)+2 H2(g) N2(g)+2 H2 O(g)
|c|c|c| hline$[NO] mol L^-1$ & $[H 2] mol L$ & Velocidade micial $(molL^-1 / s /$ hline $5,0 times 10^-3$ & $2,0 times 10^-3$ & $1,3 times 10^-3$ hline $10,0 times 10^-3$ & $2,0 times 10^-3$ & $5,0 times 10^-4$ hline $10,0 times 10^-3$ & $4,0 times 10^-3$ & $10.0 times 10^-3$ hline Velocidade micial
A lei de velocidade descreve a dependência da velocidade de uma reaçäo em relaçäo à concentraçāo dos reagentes. Assim, calcule a ordem de reaçäo em relacaao a cada reagente e escreva a lei de velocidade.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre como a velocidade de uma reação química depende das concentrações dos reagentes. A reação que estamos analisando é:
2 NO(g) + 2 H2(g) N2(g) + 2 H2 O(g)
Nos foram dados dados de três experimentos com diferentes concentrações de óxido nítrico ( ) e hidrogênio ( ), além das velocidades medidas. Nosso objetivo é descobrir a “ordem” da reação em relação a cada reagente e escrever a lei de velocidade.
Para isso, vamos precisar entender que a lei de velocidade relaciona a velocidade da reação com as concentrações dos reagentes elevadas a certos expoentes (as ordens da reação). Vamos analisar os experimentos para descobrir esses expoentes.

Passo 2

Primeiro, vamos comparar os experimentos 1 e 2. Nesses dois, a concentração de Velocidade no Experimento 1 = 1,3 times 10^-3 , mol L^-1 s^-1 permanece constante ( Velocidade no Experimento 2 = 5,0 times 10^-4 , mol L^-1 s^-1 mol/L), mas a concentração de dobra de para mol/L. Vamos ver como a velocidade mudou:
Notamos que quando a concentração de dobrou, a velocidade diminuiu. Isso sugere que a reação tem uma ordem negativa em relação a , mas isso é incomum. Vamos verificar os dados novamente para confirmar.
Na verdade, parece que houve uma diminuição na velocidade quando a concentração de aumentou. Isso normalmente indica que a ordem em relação a é negativa, mas na maioria dos casos, as ordens são positivas. Pode ser que haja um erro nos dados ou na interpretação. Vamos analisar o próximo par de experimentos para confirmar.

Passo 3

Agora, vamos comparar os experimentos 2 e 3. Aqui, a concentração de Velocidade no Experimento 2 = 5,0 times 10^-4 , mol L^-1 s^-1 permanece constante ( Velocidade no Experimento 3 = 10,0 times 10^-3 , mol L^-1 s^-1 mol/L), enquanto a concentração de dobra de para mol/L. Observando como a velocidade muda:
Aqui, ao dobrar a concentração de , a velocidade aumenta 20 vezes! Isso indica que a ordem da reação em relação a é bastante alta. Vamos calcular exatamente qual é essa ordem.

Passo 4

Para encontrar a ordem da reação em relação a cada reagente, usamos a fórmula da lei de velocidade geral:
Velocidade = k [NO]^m [H2]^n
Onde:
  • é a constante de velocidade,
  • é a ordem em relação a ,
  • é a ordem em relação a .
Vamos usar os experimentos para resolver as equações. Mas, com os dados que temos, parece difícil determinar e diretamente, especialmente porque os resultados não estão seguindo um padrão esperado. Pode ser que haja uma inconsistência nos dados ou que a reação tenha um comportamento não convencional.

Resposta

Após analisar os experimentos, constatamos que a ordem da reação em relação a não segue um padrão típico, possivelmente indicando uma ordem zero ou negativa. No entanto, com os dados fornecidos, não é possível determinar precisamente as ordens e . Recomenda-se revisar os dados experimentais ou considerar outros fatores que possam estar influenciando a velocidade da reação.

Exercícios relacionados

Para o processo de Haber, N2(g)+3 H2(g) longrightarrow 2 NH3(g) K=1,45 times 10^-5 a 500^circ C. Em uma mistura dos três gases a 500^circ C, a pressão parcial de H2 é 0,928 atm e pressão parcial de N2 é 0,432 atm. Qual é a pressão parcial de NH3 nessa mistura de equilibrio?
Resposta: 2,24 times 10^-3 atm
Uma mistura de gases hidrogênio e nitrogênio em equilibrio contém 7,38 atm de H2, 2,46 atm de N2 e 0,166 atm de NH3. Calcule a constante de equilibrio K .
Resposta: K=2,8 times 10^-5
Considere o equilibrio: N2 O4(g) longrightarrow 2 NO2(g)(De qual sentido o equilibrio se deslocará quando cada uma das seguintes variações for feita ao sistema no equilibrio:
c) Aumento da pressão total pela adição de N2(g)
A 1000 K o valor de K para a reação 2 SO3(g) longrightarrow 2 SO2(g) é 0,388 . Calcule o valor de Q, determinando o sentido no qual a reação prosseguirá em direção ao equilibrio se as pressões parciais dos reagentes forem P(SO3)=0,16 atm ; P(SO2)=0,41 atm ; P(O2)=2,5 atm Resposta: Q=16