Os dados para a reação
(I) são dados na Tabela a seguir
Experimento |
|
|
Velocidade inicial M/mim |
---|---|---|---|
1 | 0,00030 | 0,00040 | 0,0020 |
2 | 0,00030 | 0,00080 | 0,0080 |
3 | 0,00090 | 0,00040 | 0,0060 |
4 |
|
0,00033 | 0,0020 |
c) Qual a concentração de
no Experimento 4?
Passo 1
Então, a gente tem uma reação química envolvendo
e
que forma
e água. A tabela dá a concentração dessas substâncias em quatro experimentos diferentes e a velocidade inicial da reação. O que precisamos descobrir é qual é a concentração de
no Experimento 4. Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinética química, especificamente a lei da velocidade, que nos ajuda a relacionar as concentrações dos reagentes com a velocidade da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a lei da velocidade. A velocidade de uma reação pode ser expressa pela equação:
Aqui,
é a constante da velocidade, e
e
são as ordens da reação em relação a cada reagente. Nosso objetivo é encontrar os valores de
,
e
usando os dados dos experimentos 1, 2 e 3.
Passo 3
Vamos comparar os Experimentos 1 e 2 para encontrar a ordem da reação em relação ao
. Observe que a concentração de
é a mesma nos dois experimentos, então podemos simplificar a relação:
Substituindo os valores:
Resolvendo para
:
Então, a reação é de segunda ordem em relação ao
.
Passo 4
Agora, vamos comparar os Experimentos 1 e 3 para encontrar a ordem da reação em relação ao
. A concentração de
é a mesma nos dois experimentos:
Substituindo os valores:
Resolvendo para
:
Então, a reação é de primeira ordem em relação ao
.
Passo 5
Agora que temos as ordens das reações, podemos determinar a constante da velocidade
usando qualquer um dos primeiros três experimentos. Vamos usar o Experimento 1:
Resolvendo para
:
Passo 6
Agora, vamos usar a equação da velocidade no Experimento 4 para encontrar a concentração desconhecida de
:
Isolando
:
Resposta
A concentração de
no Experimento 4 é aproximadamente
.