Experimentos com leis de velocidade nem sempre fornecem dados de velocidade em mols por segundo. Alguns deles fornecem o tempo necessário para uma reação atingir um determinado ponto. Quanto
mais rápida a reação, menor o tempo necessário. A partir dos dados abaixo, admita que o tempo dado é o necessário para que
de A reaja. Determine a lei de velocidade completa da reação
produtos.
Tempo medido
36,8
0,20
0,40
25,0
0,20
0,60
10,0
0,50
0,60
(Uma reação química clássica usada para demonstração, chamada reação relógio de iodo, é, geralmente, medida desta maneira.)
mais rápida a reação, menor o tempo necessário. A partir dos dados abaixo, admita que o tempo dado é o necessário para que
Tempo medido
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36,8 | 0,20 | 0,40 |
25,0 | 0,20 | 0,60 |
10,0 | 0,50 | 0,60 |
Passo 1
O enunciado nos dá a reação
produtos e os tempos necessários para que
se consuma em diferentes condições iniciais de
e
. O conteúdo é determinação da lei de velocidade por método de razão de taxas iniciais. Vamos usar o fato de que, para pequena conversão, a velocidade média inicial é proporcional a
, ou seja, inversamente proporcional ao tempo medido.
Passo 2
Definimos a “taxa aparente”
que é proporcional à velocidade inicial verdadeira. Se a lei de velocidade é
então
onde
. Logo podemos escrever
e usar os dados experimentais para achar
e
.
Passo 3
Determinação de
(ordem em
): com
fixo em
, comparamos experimento 1 e 2.
A razão é
Logo
Passo 4
Determinação de
(ordem em
): com
fixo em
, comparamos experimento 2 e 3.
Logo
Passo 5
Cálculo da constante
: como
e
, escolhemos, por exemplo, o experimento 2:
então
Resposta
A lei de velocidade é