Considere a seguinte reação:
2 NO+O2 2 NO2
Ao dobrarmos a concentração de NO, a velocidade da reação aumenta quatro vezes. Ao dobrarmos as concentrações de NO e de O2, a velocidade aumenta oito vezes. Pergunta-se:
A Lei de Velocidade é elementar?

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede. Temos a reação
2 NO + O2 longrightarrow 2 NO2
e, de experimentos, vimos que:
1. Se dobramos , a velocidade fica 4 vezes maior.
2. Se dobramos simultaneamente e , a velocidade fica 8 vezes maior.
Estamos em Cinética Química, estudando Lei de Velocidade e Ordem de Reação. Para resolver, vamos precisar:
  • Escrever uma forma genérica da lei de velocidade: .
  • Usar os dados dos experimentos para achar e .
  • Comparar com os coeficientes estequiométricos pra ver se é elementar.

Passo 2

Definindo a lei geral:
v = k,[NO]^m,[O2]^n
onde
- 2^m = 4 Longrightarrow m = 2 é a ordem de reação em relação a ,
- é a ordem de reação em relação a ,
- é a constante de velocidade.
Do primeiro experimento: dobrar (ou seja, multiplicar por 2) faz multiplicar por 4. Então

Passo 3

Do segundo experimento: dobramos 2^m times 2^n = 8 e 2^2 times 2^n = 8 Longrightarrow 4cdot2^n = 8 Longrightarrow 2^n = 2 Longrightarrow n = 1 juntos, então cada um é multiplicado por 2. A velocidade final ficou 8 vezes maior. Logo
boxedv = k,[NO]^2,[O2]^1
Substituindo :
Assim achamos a lei de velocidade experimental:

Passo 4

Em uma reação elementar, a Lei de Velocidade reflete diretamente os coeficientes estequiométricos das moléculas que participam do passo elementar. Aqui os coeficientes são 2 de NO e 1 de O , exatamente iguais às ordens e que achamos.

Resposta

Sim, a Lei de Velocidade é elementar, pois sua forma coincide com os coeficientes estequiométricos da reação.

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