A cinética da reação:
foi estudada em solução aquosa, seguindo o número de mols de
que precipita por litro de solução por minuto. Os dados obtidos estão na tabela:
0,100
0,15
0,100
0,30
0,050
0,30
(a) Determinar a equação de velocidade da reação; (b) Calcular o valor da constante de velocidade da reação; (c) Qual será a velocidade da reação quando
?
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| 0,100 | 0,15 |
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| 0,100 | 0,30 |
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| 0,050 | 0,30 |
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Passo 1
O enunciado pede três coisas: (a) determinar a equação de velocidade; (b) calcular a constante de velocidade; (c) calcular a velocidade quando
e
.
Os dados fornecidos (tirados da tabela do enunciado) são:
,
,
.
,
,
.
,
,
.
Os dados fornecidos (tirados da tabela do enunciado) são:
Passo 2
Vamos escrever a forma geral da lei de velocidade que vamos testar:
Explicando cada símbolo:
é a velocidade observada (em
);
é a constante de velocidade (desconhecida);
e
são as ordens da reação relativas a cada reagente (números inteiros ou reais que determinam como a velocidade depende das concentrações). Na prática, para achar
e
com dados experimentais fazemos comparações entre experiências que mantêm uma concentração fixa enquanto mudam a outra.
Passo 3
Determinar
comparando as experiências 1 e 2 (a concentração de
é a mesma em ambas:
). Fazendo o quociente das velocidades:
Substituindo os valores da tabela (peguei estes dados da tabela do enunciado):
O lado esquerdo é
e o lado direito é
. Logo
Passo 4
Determinar
comparando as experiências 2 e 3 (a concentração de
é a mesma:
). Fazendo o quociente:
Substituindo os valores:
O lado esquerdo é
e o lado direito é
. Logo
Passo 5
Com
e
a equação de velocidade fica:
A ordem total da reação é
. Para encontrar as unidades de
fazemos a análise dimensional: a unidade de
é
e o produto de concentrações tem unidade
. Assim
Passo 6
Calcular
usando os dados de qualquer experiência (vou usar a experiência 1). Da lei:
Substituindo os valores (dados retirados da tabela):
Calculemos passo a passo:
. O denominador é
. Então
Portanto
Passo 7
Breve verificação (checar consistência com as outras experiências): usando experiência 2,
e usando experiência 3 dá o mesmo valor. Então
está consistente com todos os dados.
Passo 8
Calcular a velocidade quando
e
. Usando a lei encontrada e o valor de
:
Como
temos o produto das concentrações
. Logo
A unidade é
.
Resposta
(a)
.
(b) .
(c) .
(b)
(c)