Escreva a equação de velocidade e calcule a constante para a reação
C usando os dados abaixo:
inicial
inicial
inicial
0,395
0,284
0,482
0,284
0,482
0,482
|
|
|
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| 0,395 | 0,284 |
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| 0,482 | 0,284 |
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| 0,482 | 0,482 |
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Passo 1
O enunciado pede duas coisas: escrever a equação (lei) de velocidade e calcular a constante de velocidade para a reação
. Os dados iniciais fornecidos na tabela são (peguei estes números da tabela do enunciado):
- Experimento 1:
, , . - Experimento 2:
, , . - Experimento 3:
, , .
Resumo do que se quer:
- Determinar a lei de velocidade do tipo
(achar e ). - Calcular a constante
e apresentar suas unidades.
Passo 2
Escolhendo a forma geral da lei de velocidade e explicando símbolos (aula rápida):
- Admitimos a forma empírica usual para reações elementares/experimentais:
onde:
-
significa a velocidade instantânea da reação (aqui usamos ), com unidades ; -
é a constante de velocidade (número que vamos calcular); -
e são as ordens parciais em relação a e , que normalmente são inteiros (mas podem ser fracionários) e precisam ser determinados experimentalmente.
Estratégia prática para achare : comparar pares de experimentos mantendo uma concentração constante para cancelar termos, ou dividir equações para eliminar e resolver expoentes.
Passo 3
Determinar
usando Experimento 1 e 2 (nestes
é igual, então
se cancela).
Escrevemos a relação para cada experimento:
Escrevemos a relação para cada experimento:
Dividindo
para eliminar
e
(porque
):
Agora substituir os valores (peguei
da tabela):
Calcular os dois lados:
Tomando logaritmo natural para isolar
:
Interpretação:
(ordem primeira em
). É normal arredondar para
quando o resultado numérico está muito próximo.
Passo 4
Determinar
usando Experimento 2 e 3 (neste caso
é igual, então
se cancela).
Escrevemos:
Escrevemos:
Substituindo (peguei os números da tabela):
Calcular os lados:
Tomando logaritmos:
Conclusão:
(segunda ordem em
).
Passo 5
Escrever a lei de velocidade determinada até agora:
ou de forma mais simples:
Passo 6
Agora vamos calcular a constante
. Para isso isolamos
na expressão:
Podemos usar qualquer conjunto experimental; vou calcular com o Experimento 2 (peguei
da tabela) e depois verificar com os outros para consistência.
Usando Experimento 2:
Calcular passo a passo:
Arredondando para três algarismos significativos (compatível com os dados experimentais):
Passo 7
Verificação rápida usando Experimento 1 e 3 (para garantir consistência, peguei os números da tabela):
- Experimento 1:
- Experimento 3:
Os três valores concordam bem; portanto
é consistente.
Passo 8
Determinar unidades de
(aula curta sobre unidades):
- A unidade de velocidade
é . - O termo
tem unidade . - Logo as unidades de
são:
Portanto
deve ser apresentado em
.