A lei da velocidade da reação:
, é
. Quais as unidades de
? Dê a lei da velocidade em termos de (a) A e (b) C.
Passo 1
O enunciado dá a reação e a lei de velocidade e pede três coisas. Vamos listar com calma o que temos e o que é pedido.
- Reação:
- Lei de velocidade fornecida:
- Perguntas:
- Quais as unidades de
? - Expressar a lei da velocidade em termos de
. - Expressar a lei da velocidade em termos de
.
- Quais as unidades de
Eu não resolvo nada ainda aqui — só deixei certinho o que foi dado e o que pedem, para a gente não se perder.
Passo 2
Entender o que significa cada símbolo e as unidades padrões que vamos usar (aulas rápidas, mas essenciais).
-
e são concentrações; a unidade padrão é (que também chamamos de ). Então tem unidade . - A velocidade
é uma variação de concentração por tempo. Unidade padrão: . - A constante
deve ter unidades tais que, quando multiplicada por , o produto tenha as unidades de .
Isso já dá a pista do que fazer: achar unidades de
por análise dimensional.
Passo 3
Calcular as unidades de
passo a passo — sem pânico, é só cancelar unidades!
Escrevemos a relação dimensional:
Agora substituímos as unidades:
- Unidade de
: . - Unidade de
:
Então
Fazendo as cancelas:
É comum escrever também como
ou, usando
, como
.
Passo 4
Agora vamos explicar como escrever a lei da velocidade para espécies específicas (A e C): conceito das velocidades molares ligadas pelos coeficientes estequiométricos.
Para a reação
definimos a velocidade de reação
(a mesma do enunciado) de modo que as velocidades de variação das concentrações satisfaçam:
onde
é o coeficiente estequiométrico (positivo) do reagente/ produto considerado e
a concentração da espécie
. Para nossos reagentes/produtos:
- Para
, . - Para
, . - Para
, . - Para
, .
Isso dá as relações:
Explicando em palavras: a velocidade de consumo de
(com sinal negativo) é igual à velocidade de reação
porque
tem coeficiente 1; a velocidade de formação de
é igual a
porque
tem coeficiente 1.
Passo 5
Substituir a lei dada
nas expressões para as taxas de
e
.
- Em termos de
: usando e , temos
ou, equivalentemente,
- Em termos de
: usando e , temos
Vou lembrar: o sinal negativo em
indica que
está diminuindo; já
está aumentando e tem sinal positivo.