Considere a seguinte reação: 2 NO(g)+2 H2(g) N2(g)+2 H2 O(g). Se a constante de velocidade para essa reação a 1.000 K é 6,0 times 10^4 mol^-2 L^-2 s^-1, qual é a velocidade de reação quando [NO]=0,050 mol / L e [H2]=0,010 mol / L?

Passo 1

Beleza, aqui a gente tem uma reação de cinética química:
2,NO(g) + 2,H2(g) ;longrightarrow; N2(g) + 2,H2O(g)
A constante de velocidade a 1000 K vale
k = 6,0times10^4;mol^-2,L^-2,s^-1,
e querem saber a velocidade da reação quando
[NO] = 0,050;mol/L, [H2] = 0,010;mol/L
Conteúdo: cinética – lei de velocidade e ordem de reação. Vamos precisar definir a expressão da lei de velocidade e depois substituir as concentrações pra achar a taxa.

Passo 2

Primeiro, qual é a lei de velocidade? A gente supõe que a reação é elementar, mas precisa checar a ordem total batendo com as unidades de mol^1-(a+b),L^, (a+b)-1,s^-1.
  • Se a gente escrever 1 - (a+b) = -2 Longrightarrow a+b = 3, a unidade de v = k,[NO]^2,[H2]^1 deve ser
    - Como veio como , temos
Como a estequiometria joga 2 NO e 2 H₂ mas precisamos de soma de ordens 3, o mais comum é

Passo 3

Agora que já sabemos a forma da lei de velocidade, escrevemos:
v = k,[NO]^2,[H2]
É aqui que entra o conceito de ordem de reação: a reação depende quadraticamente de NO e linearmente de H₂.

Passo 4

Basta substituir os números:
v &= l(6,0times10^4;mol^-2,L^-2,s^-1r)times (0,050)^2times(0,010) &= 6,0times10^4 ;times; 0,0025;times;0,010;;mol,L^-1,s^-1 &= 6,0times10^4 times 2,5times10^-3 times 1,0times10^-2 &= 6,0times2,5times1,0 times10^4-3-2 &= 15 times10^-1 &= 1,5;mol,L^-1,s^-1

Resposta

A velocidade da reação nas condições dadas é
boxedv = 1,5;mol,L^-1,s^-1

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