Óxido de etileno é um importante intermediário químico produzido pela reação em fase gasosa entre etileno e oxigênio, catalisada por prata suportada em alumina, conforme a equação química a seguir:
C2 H4(A)+0,5 O2(B) C2 H4 O(C)
Assumindo que a reação é elementar e exotérmica, escreva a equação de velocidade de formação de C para a reação que ocorre quando B está presente em proporção estequiométrica.

Passo 1

Beleza, a questão diz que o óxido de etileno © é formado pela reação elementar em fase gasosa
C2H4,(A) + 0,5,O2,(B) longrightarrow C2H4O,(C)
O conteúdo aqui é Cinética Química – especificamente lei de velocidade para reação elementar.
O que a gente precisa saber:
1. Numa reação elementar, a ordem da reação em cada reagente é igual ao seu coeficiente estequiométrico.
2. A expressão geral da velocidade de formação de C é
r = k,[A]^nuA,[B]^nuB
onde é a constante de velocidade e , são os coeficientes de A e B.
3. Depois vamos considerar que B está em proporção estequiométrica fixa, pra simplificar ainda mais.

Passo 2

Como é reação elementar, basta pegar os coeficientes de A e B:
  • Coeficiente de A ( rC = d[C]dt ;=; k,[A]^1,[B]^0.5 ) = 1
  • Coeficiente de B ( ) = 0,5
Logo a lei de velocidade de formação de C é
Aqui a gente explicou:
  • é a constante de velocidade (depende de temperatura, catálise, etc.)
  • A reação é de ordem total
  • Exotérmica só indica que libera calor, mas não muda a forma da lei de velocidade.

Passo 3

Agora, “B está em proporção estequiométrica” significa que a cada mol de A a gente tem sempre meio mol de B. Ou seja
[B] ;=; 0,5,[A]
Substituindo isso em
rC = k,[A],[B]^0.5
temos
rC = k,[A],(0,5,[A])^0.5 = k,[A],(0,5)^0.5,[A]^0.5 = l(k,(0,5)^0.5r),[A]^1 + 0.5 = k',[A]^1.5,
onde definimos
k' = k,(0,5)^0.5

Resposta

A equação de velocidade de formação do óxido de etileno, com B em proporção estequiométrica, fica
boxedrC ;=; k',[A]^1.5, onde k' = k,raiz0.5

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