Foram realizados ensaios cinéticos a
e 1 atm , para a reação:
Os dados obtidos são apresentados na tabela abaixo:
Concentração inicial de NOCl (mol
|
0,30 | 0,60 | 0,90 |
---|---|---|---|
Velocidade inicial d[NOCl]/dt (mol.
|
|
|
|
Baseando-se nas informações fornecidas:
Determine a lei cinética para esta reação.
Determine a lei cinética para esta reação.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos apresenta uma reação química onde duas moléculas de NOCl se transformam em duas de NO e uma de Cl₂. A gente tem alguns dados sobre a concentração inicial de NOCl e a velocidade inicial dessa reação. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a lei cinética dessa reação, ou seja, como a velocidade depende da concentração de NOCl.
Para resolver isso, vamos precisar usar o conceito de lei de velocidade (ou lei cinética) e analisar como as variações na concentração de NOCl afetam a velocidade da reação. Vamos fazer isso passo a passo.
Passo 2
Primeiro, vamos organizar os dados que temos:
Concentração inicial de NOCl (mol L⁻¹) | 0,30 | 0,60 | 0,90 |
---|---|---|---|
Velocidade inicial (mol L⁻¹ s⁻¹) | 3,6×10⁻⁴ | 1,44×10⁻³ | 3,24×10⁻³ |
Queremos ver como a velocidade inicial muda quando a concentração de NOCl muda. Para isso, vamos comparar os pares de dados.
Passo 3
Vamos comparar a primeira e a segunda linhas dos dados:
- Quando [NOCl] passa de 0,30 para 0,60 mol L⁻¹, isso é um aumento de 2 vezes (0,60 / 0,30 = 2).
- A velocidade passa de 3,6×10⁻⁴ para 1,44×10⁻³ mol L⁻¹ s⁻¹, que também é um aumento de 4 vezes (1,44×10⁻³ / 3,6×10⁻⁴ = 4).
Isso sugere que, ao dobrar a concentração de NOCl, a velocidade quadruplica (aumenta 4 vezes). Isso pode indicar que a velocidade depende do quadrado da concentração de NOCl.
Passo 4
Vamos verificar com os outros dados para confirmar:
- Agora, [NOCl] passa de 0,60 para 0,90 mol L⁻¹, que é um aumento de 1,5 vezes (0,90 / 0,60 = 1,5).
- A velocidade passa de 1,44×10⁻³ para 3,24×10⁻³ mol L⁻¹ s⁻¹, que é um aumento de 2,25 vezes (3,24×10⁻³ / 1,44×10⁻³ = 2,25).
Se a velocidade depende do quadrado da concentração, então multiplicar a concentração por 1,5 deveria multiplicar a velocidade por (1,5)² = 2,25. E é exatamente isso que aconteceu!
Passo 5
Com base nessas observações, concluímos que a velocidade da reação é proporcional ao quadrado da concentração de NOCl. Em termos matemáticos, isso significa que a lei cinética da reação pode ser expressa como:
Onde $ k $ é a constante cinética da reação.
Resposta
A lei cinética para a reação é a velocidade igual a $ k $ multiplicado pela concentração de NOCl ao quadrado, ou seja: