Considere a seguinte reação: CH3 Br(a q)+OH^-(a q) CH3 OH(a q)+Br^-(a q). A lei de velocidade para essa reação é de primeira ordem em CH3 Br e de primeira ordem em OH^-. Quando [CH3 Br] é 5,0 times 10^-3 mol / L e [OH^-]é 0,050 mol / L, a velocidade de reação é 0,0432 mol / L s. O que aconteceria a velocidade se a concentração de OH^-fosse triplicada?

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o enunciado diz e o que precisamos.
Enunciado:
• Reação: CH3Br(aq) + OH^-(aq) to CH3OH(aq) + Br^-(aq).
• Lei de velocidade: primeira ordem em CH3Br e primeira ordem em OH^-.
• Quando [CH3Br] = 5,0times10^-3,mol/L e [OH^-] = 0,050,mol/L, a velocidade é 0,0432,mol/(Lcdot s).
Pergunta: o que rola com a velocidade se triplicarmos [OH^-]?
Conteúdo: cinética química e lei de velocidade. Vamos usar a fórmula da velocidade, achar a constante de velocidade e depois calcular a nova velocidade.

Passo 2

Escrevendo a lei de velocidade geral e explicando o quê é ordem de reação:
Para uma reação de segunda ordem no total, com primeira ordem em cada reagente, a lei é
v = k,[CH3Br]^1,[OH^-]^1
Isso significa que, se qualquer concentração dobrar, a velocidade dobra (porque é 1ª ordem). Se triplicar [OH^-], a velocidade multiplica por 3.

Passo 3

Vamos encontrar a constante k usando os dados iniciais.
Substituindo
v = 0,0432,,[CH3Br]=5,0times10^-3,,[OH^-]=0,050
na lei de velocidade:
$$k = \frac{v}{[\mathrm{CH_{3}Br}],[\mathrm{OH^{-}}]}
= \frac{0{,}0432}{(5{,}0\times10^{-3})(0{,}050)}
= \frac{0{,}0432}{2{,}5\times10^{-4}}
= 172{,}8;\mathrm{L/(mol\cdot s)}.$$

Passo 4

Agora triplicamos [OH^-]:
[OH^-]novo = 3times0,050 = 0,150;mol/L
E mantemos [CH3Br] = 5,0times10^-3,mol/L.
Calculamos a nova velocidade:
$$v_{novo}
= k,[\mathrm{CH_{3}Br}],[\mathrm{OH^{-}}]_{novo}
= 172{,}8 \times (5{,}0\times10^{-3}) \times 0{,}150
= 172{,}8 \times 7{,}5\times10^{-4}
= 0{,}1296;\mathrm{mol/(L\cdot s)}.$$

Resposta

A velocidade de reação também triplica, passando de 0,0432 para
boxed0,1296;mol/(Lcdot s)

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