Para cada uma das reações a seguir, como você expressaria a velocidade da reação, em termos do desaparecimento dos reagentes e do aparecimento dos produtos? Preveja o papel dos coeficientes na equação global balanceada para a determinação das velocidades relativas de desaparecimento dos reagentes e formação dos produtos.
NO+O3 NO2+O2

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente expressar a velocidade de uma reação química em termos de como os reagentes desaparecem e os produtos aparecem. Vamos focar na reação que foi dada:
NO + O3 NO2 + O2
Aqui, a matéria que estamos trabalhando é Cinética Química, que estuda a velocidade das reações e como diferentes fatores influenciam essa velocidade. Para resolver, vamos precisar entender como relacionar as taxas de desaparecimento dos reagentes ( NO e O3) e de formação dos produtos ( NO2 e O2) com os coeficientes da equação balanceada.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a velocidade de uma reação pode ser expressa de duas maneiras principais:
  1. Taxa de desaparecimento dos reagentes: Isso mostra como a concentração dos reagentes diminui ao longo do tempo.
  2. Taxa de formação dos produtos: Isso mostra como a concentração dos produtos aumenta ao longo do tempo.
Para a nossa reação:
NO + O3 NO2 + O2
Temos dois reagentes ( NO e O3) e dois produtos ( NO2 e O2).

Passo 3

Vamos definir as taxas matematicamente. A velocidade da reação ( v) pode ser expressa como:
  • Para os reagentes:
    v = -d[NO]dt = -d[O3]dt
  • Para os produtos:
    v = d[NO2]dt = d[O2]dt
O sinal negativo indica que a concentração dos reagentes está diminuindo, enquanto o sinal positivo mostra que a concentração dos produtos está aumentando.

Passo 4

Agora, vamos falar sobre os coeficientes estequiométricos. Esses números na frente das fórmulas químicas na equação balanceada indicam as proporções molares entre os reagentes e produtos.
Na nossa reação, todos os coeficientes são 1:
1NO + 1O3 1NO2 + 1O2
Isso significa que para cada mol de NO que reage, 1 mol de O3 também reage, formando 1 mol de NO2 e 1 mol de O2.

Passo 5

Com os coeficientes em mente, a relação entre as taxas de desaparecimento dos reagentes e formação dos produtos é diretamente proporcional aos seus coeficientes. Como todos os coeficientes são iguais a 1, as taxas são iguais.
Ou seja:
-d[NO]dt = -d[O3]dt = d[NO2]dt = d[O2]dt = v
Isso significa que todas as mudanças de concentração acontecem na mesma rapidez.

Resposta

A velocidade da reação pode ser expressa igualmente pelo desaparecimento de NO e O3 e pela formação de NO2 e O2, ou seja:
-d[NO]dt = -d[O3]dt = d[NO2]dt = d[O2]dt
Os coeficientes na equação balanceada indicam que as taxas de desaparecimento dos reagentes e de formação dos produtos são iguais.

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