Considere a seguinte reação:
A tabela a seguir mostra a taxa inicial da reação quando diferentes concentrações dos reagentes são utilizadas. Determine a lei de velocidade e a ordem global dessa reação.
inicial
inicial
inicial
1
0.0100
0.200
2
0.0200
0.200
3
0.0400
0.200
4
0.0600
0.200
5
0.200
0.0202
6
0.200
0.0404
7
0.200
0.0606
8
0.200
0.0808
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| 1 | 0.0100 | 0.200 |
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| 2 | 0.0200 | 0.200 |
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| 3 | 0.0400 | 0.200 |
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| 4 | 0.0600 | 0.200 |
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| 5 | 0.200 | 0.0202 |
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| 6 | 0.200 | 0.0404 |
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||||||
| 7 | 0.200 | 0.0606 |
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||||||
| 8 | 0.200 | 0.0808 |
|
Passo 1
O enunciado pede que eu determine a lei de velocidade e a ordem global da reação
As informações fornecidas (peguei todos os dados da tabela do enunciado) são as seguintes concentrações iniciais e velocidades iniciais:
O que eu tenho que entregar: a expressão da lei de velocidade (forma com
e os expoentes) e a ordem global (soma dos expoentes).
Passo 2
Modelo geral que vou usar (forma padrão de uma lei de velocidade para dois reagentes):
Explicando cada símbolo:
-
é a velocidade inicial da reação (unidade: ); -
é a constante de velocidade (unidade depende dos expoentes); -
é a ordem da reação em relação a ; -
é a ordem da reação em relação a .
Método prático: isolar um reagente mantendo o outro praticamente constante (usar pares de experimentos onde um reagente muda e o outro é igual) e comparar razões das velocidades. Se, por exemplo, em dois experimentosé igual, então
então
. O mesmo raciocínio vale para
.
Passo 3
Determinar
(vario
deixando
constante). Uso os experimentos 1 e 2:
A razão das concentrações é
Logo
Interpretação: duplicar
duplica a velocidade, comportamento típico de ordem 1 nesse reagente.
Passo 4
Confirmo
com outro par (experimentos 1 e 3) para reduzir chances de erro por arredondamento:
e
Assim
. Confirmação adicional: experimento 4 também é consistente (razão concentração
e razão velocidades
).
Passo 5
Determinar
(vario
deixando
constante). Uso os experimentos 5 e 6:
e
Logo
Interpretação: duplicar
duplica a velocidade, então ordem 1 também nesse reagente.
Passo 6
Confirmo
com outro par (experimentos 5 e 7):
e
Assim
. Consistência confirmada.
Passo 7
Concluo as ordens parciais:
A ordem global da reação é a soma das ordens parciais:
Passo 8
Determinar a constante de velocidade
. Uso a lei já determinada
e um dos experimentos para calcular
. Usando o experimento 1 (pegar dados da tabela):
Unidade: como
tem unidade
e o denominador tem
, a unidade de
é
.
Verificação rápida com o experimento 5 (para checar consistência; peguei os dados na tabela):
que arredondado é consistente com
. Pequenas diferenças vêm de arredondamentos nos dados tabelados.
Passo 9
Resumo final em formato de lei de velocidade com
e indicação da ordem global:
Resposta
Ordem global =