Admita o seguinte processo:
2 \mathrm{CO}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{CO}_{2}
Reduzindo à terça parte a concentração de CO e quadruplicando a concentração parcial do
\mathrm{O}_{2}, o que ocorrerá com a velocidade?

Passo 1

O enunciado apresenta a reação elementar
2\mathrm{CO} + \mathrm{O}_{2} \longrightarrow 2\mathrm{CO}_{2}
e pede o efeito sobre a velocidade ao reduzir a concentração de CO à terça parte e quadruplicar a de \mathrm{O}_{2}. Para uma reação elementar bimolecular em CO (com coeficiente 2) e unimolecular em \mathrm{O}_{2}, a lei de velocidade segue a lei da ação das massas, com ordem igual aos coeficientes estequiométricos.

Passo 2

A expressão da velocidade inicial é
v = k \,[\mathrm{CO}]^{2}\,[\mathrm{O}_{2}]
onde k é a constante de velocidade.

Passo 3

As novas concentrações são
[\mathrm{CO}]' = \tfrac{1}{3}\,[\mathrm{CO}] \qquad\text{e}\qquad [\mathrm{O}_{2}]' = 4\,[\mathrm{O}_{2}].

Passo 4

Substituindo na lei de velocidade:
v' = k\bigl([\mathrm{CO}]'\bigr)^{2}\,\bigl([\mathrm{O}_{2}]'\bigr) = k\bigl(\tfrac{[\mathrm{CO}]}{3}\bigr)^{2}\cdot\bigl(4\,[\mathrm{O}_{2}]\bigr) = k\,\frac{[\mathrm{CO}]^{2}}{9}\,\cdot4\,[\mathrm{O}_{2}] = \frac{4}{9}\;k\,[\mathrm{CO}]^{2}\,[\mathrm{O}_{2}] = \frac{4}{9}\,v.

Resposta

A velocidade passa a ser \tfrac{4}{9} da velocidade original.

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