Considere a reação de segunda ordem:
. A constante de velocidade da reação é de
. Qual a concentração de C 10 min depois de os reagentes se misturarem? As concentrações iniciais eram:
,
.
Passo 1
O enunciado diz que temos a reação de segunda ordem (ordem total = 2)
A + 2 B → C + D
com k = 0,21 L·mol⁻¹·s⁻¹, [A]₀ = 0,025 M, [B]₀ = 0,150 M.
Queremos saber [C] após t = 10 min = 600 s.
Conteúdo: cinética química de reação de segunda ordem e pseudo-ordem, integração de equação de taxa.
Precisamos:
A + 2 B → C + D
com k = 0,21 L·mol⁻¹·s⁻¹, [A]₀ = 0,025 M, [B]₀ = 0,150 M.
Queremos saber [C] após t = 10 min = 600 s.
Conteúdo: cinética química de reação de segunda ordem e pseudo-ordem, integração de equação de taxa.
Precisamos:
Passo 2
Como a reação é de segunda ordem total e depende de A e B, escrevemos:
Mas note que
M é muito maior que
M (razão 6:1).
Quando um reagente está em grande excesso, sua concentração praticamente não varia e podemos considerá-lo constante.
Quando um reagente está em grande excesso, sua concentração praticamente não varia e podemos considerá-lo constante.
Passo 3
Fazemos a aproximação de pseudo-primeira ordem em A, definindo
Logo, a equação de taxa simplifica para
Isto é uma cinética de primeira ordem em A, com constante
.
Passo 4
Integramos a equação de primeira ordem:
Portanto
E como cada mol de A que some vira 1 mol de C, temos
Passo 5
Agora é só colocar números:
Resposta
A concentração de C, 10 min após misturar os reagentes, é aproximadamente 0,025 M.