Dada a reação abaixo, explique de maneira simples como se pode determinar a lei da velocidade e a constante de velocidade dessa reação.
Passo 1
O enunciado nos dá a reação
e pede que a gente explique como descobrir experimentalmente a lei da velocidade e a constante de velocidade. O conteúdo aqui é cinética química, e vamos precisar do método das velocidades iniciais.
Passo 2
Escrevemos a forma geral da lei da velocidade para essa reação:
onde
é a velocidade inicial,
é a constante de velocidade, e
são as ordens parciais em relação a
e
. Nosso objetivo é achar
,
e depois
.
Passo 3
Para determinar
e
usamos o método das velocidades iniciais. Fazemos várias corridas experimentais medindo
logo no início da reação, variando uma concentração de cada vez e mantendo a outra constante:
- Mantendo
constante e dobrando , observamos como muda. Se dobrar faz ficar, por exemplo, quatro vezes maior, concluímos que - Mantendo
constante e dobrando , observamos a variação de . Se dobrar dobrar , então
Passo 4
Com
e
conhecidos, a lei da velocidade fica
Para achar
, basta usar uma das medições de taxa inicial e as concentrações correspondentes. Por exemplo, se em um experimento você obteve
,
e
, então
Passo 5
Vale lembrar que
depende da temperatura e que repetir esse procedimento a outras temperaturas dá outros valores de
. Além disso, as unidades de
mudam conforme a soma das ordens
.
Resposta
Lei da velocidade:
Constante de velocidade:
obtida substituindo-se uma medição experimental de
e das concentrações iniciais de
e
.