Dada a reação irreversivel em fase gasosa:
ordem-1 com respeito a
e ordem-2 com respeito a
, qual é a expressão da velocidade de reação ? Escolhendo
como base, faça uma tabela es tequiométrica para essa reação e escreva
em função
. (Admita que não há inertes nem produtos inicialmente no siste ma) .
Passo 1
O enunciado dá uma reação irreversível em fase gasosa: 2A + B → 2C, com cinética de ordem 1 em A e ordem 2 em B. A tarefa é achar a velocidade de reação (-r_A) em função de K, V, X₁, N_{A0} e N_{B0}, escolhendo A como base de estequiometria.
Passo 2
A lei de velocidade geral para essa reação é dada por:
onde k é a constante de velocidade (K) e C_A, C_B são as concentrações de A e B.
Passo 3
Vamos montar a tabela estequiométrica tomando A como base. Definimos a conversão de A como X₁ = (mol de A consumido)/(mol de A inicial). Seja ε o avanço da reação: mol A consumido = 2ε. Então X₁ = 2ε/N_{A0} ⇒ ε = (N_{A0} X₁)/2.
Passo 4
A partir de ε podemos escrever os mols de cada espécie no sistema: N_A = N_{A0} - 2ε = N_{A0}(1 - X₁), N_B = N_{B0} - ε = N_{B0} - (N_{A0}X₁)/2, N_C = 0 + 2ε = N_{A0}X₁.
Passo 5
Como não há inertes nem produtos iniciais, o volume V é constante e as concentrações ficam:
Passo 6
Substituindo C_A e C_B na lei de velocidade obtemos: