Decomposição do bromo aquoso. Uma pequena quantidade de bromo líquido foi dissolvida em água em um recipiente de vidro. O líquido foi bem misturado e a temperatura manteve-se em 25^circ C durante todo o experimento. Os seguintes dados foram obtidos:
Tempo (min) 0 10 20 30 40 50
l|c|c|c|c|c|c Tempo (min) & 0 & 10 & 20 & 30 & 40 & 50 hline $Br2(mu mol / mL)$ & 2,45 & 1,74 & 1,23 & 0,88 & 0,62 & 0,44 2,45 1,74 1,23 0,88 0,62 0,44
Determine a ordem de reação e a constante de velocidade em unidades de sua escolha.

Passo 1

O enunciado fornece dados de concentração de Br2 dissolvido em água a 25^circC ao longo do tempo e pede que a gente determine a ordem da reação e a constante de velocidade. O conteúdo envolvido é cinética química, mais precisamente o uso das leis integradas de velocidade para ordens zero, um e dois, que relacionam [Br2] a t.

Passo 2

Escrevemos as formas integradas das três ordens mais comuns:
— Ordem zero:
[Br2](t) = [Br2]0 - k,t
— Ordem um:
ln[Br2](t) = ln[Br2]0 - k,t
— Ordem dois:
1[Br2](t) = 1[Br2]0 + k,t
Para cada caso, se a relação plotar uma reta versus t, essa é a ordem correta.

Passo 3

Calculamos rapidamente valores de ln[Br2] e de 1/[Br2] e avaliamos a linearidade:
(a) Zero: diferença de concentração não é constante em intervalos iguais de tempo.
(b) Um:
ln(2,45)=0,896, ln(1,74)=0,553, ln(1,23)=0,207, ln(0,88)=-0,128, ln(0,62)=-0,478, ln(0,44)=-0,821
A diferença De<aln[Br2]/De<a t é aproximadamente constante em -0,0343,/min.
(c) Dois: os valores de 1/[Br2] crescem de forma não estritamente linear em t.

Passo 4

Como só ln[Br2] versus t dá uma reta, a reação é de primeira ordem. A partir da inclinação média:
k = -De<a ln[Br2]De<a tapprox 0,0343;min^-1
Em segundos, kapprox0,0343/60=5,72times10^-4,s ^-1.

Resposta

Ordem da reação: primeira ordem.
Constante de velocidade: k=3,43times10^-2,min ^-1 (ou 5,72times10^-4,s ^-1).

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