Considere a reação:
Produtos. A velocidade inicial foi medida em três experimentos:
Experimento |
|
|
Velocidade inicial <br>
|
---|---|---|---|
1 | 0,1 | 0,2 | 0,05 |
2 | 0,2 | 0,2 | 0,05 |
3 | 0,2 | 0,4 | 0,2 |
Determine:
a) a ordem da reação em relação a A e B
a) a ordem da reação em relação a A e B
Passo 1
Beleza, a gente tem uma reação simples:
A + B → produtos
E rolou 3 experimentos com concentrações diferentes de A e B, medindo a velocidade inicial v.
O que cai aqui é cinética química, mais especificamente achar a equação da velocidade:
v = k · [A]^m · [B]^n
Precisamos descobrir m (ordem em A) e n (ordem em B). Vai dar pra isso usando só as três medidas que eles deram.
A + B → produtos
E rolou 3 experimentos com concentrações diferentes de A e B, medindo a velocidade inicial v.
O que cai aqui é cinética química, mais especificamente achar a equação da velocidade:
v = k · [A]^m · [B]^n
Precisamos descobrir m (ordem em A) e n (ordem em B). Vai dar pra isso usando só as três medidas que eles deram.
Passo 2
Antes de qualquer conta, bora lembrar da teoria: a equação de velocidade geral pra esse tipo de reação elementar é
onde k é a constante de velocidade e m,n são as ordens parciais da reação em relação a A e B. Pra achar m e n, comparamos experimentos em que só um reagente muda de concentração.
Passo 3
Determinar m (ordem em A) comparando Experimento 1 e 2:
– Em 1: [A]=0,10 M, [B]=0,20 M, v=0,05
– Em 2: [A]=0,20 M, [B]=0,20 M, v=0,05
Aqui [A] dobrou ([A]₂/[A]₁ = 2) e [B] ficou igual. A velocidade não mudou (v₂/v₁ = 1). Então:
– Em 1: [A]=0,10 M, [B]=0,20 M, v=0,05
– Em 2: [A]=0,20 M, [B]=0,20 M, v=0,05
Aqui [A] dobrou ([A]₂/[A]₁ = 2) e [B] ficou igual. A velocidade não mudou (v₂/v₁ = 1). Então:
Como (2)^m = 1, só faz sentido se m = 0.
Passo 4
Determinar n (ordem em B) comparando Experimento 2 e 3:
– Em 2: [A]=0,20 M, [B]=0,20 M, v=0,05
– Em 3: [A]=0,20 M, [B]=0,40 M, v=0,20
Aqui [A] fica igual e [B] dobrou ([B]₃/[B]₂ = 2). A velocidade quadruplicou (v₃/v₂ = 0,20/0,05 = 4). Então:
– Em 2: [A]=0,20 M, [B]=0,20 M, v=0,05
– Em 3: [A]=0,20 M, [B]=0,40 M, v=0,20
Aqui [A] fica igual e [B] dobrou ([B]₃/[B]₂ = 2). A velocidade quadruplicou (v₃/v₂ = 0,20/0,05 = 4). Então:
Logo 2^n = 4 ⇒ n = 2.
Resposta
A ordem da reação em relação a A é 0, e em relação a B é 2.