1 ( 2,0 pontos) - A reação
foi acompanhada a
. Os dados das velocidades iniciais para diferentes experimentos com concentrações iniciais de A e B são mostrados abaixo.
7
6
6
7
6
6
6
6
6
6
6
5
6
5
5
6
5
5
Os dados de
e
estão em
e foram obtidos para
;
e
.
a) Determine a ordem de reação e a constante de velocidade para a reação.
b) Considerando o experimento realizado, qual seria a velocidade esperada para um experimento em que
e a
?
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7 | 6 | 6 |
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7 | 6 | 6 |
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6 | 6 | 6 |
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6 | 6 | 5 |
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6 | 5 | 5 |
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6 | 5 | 5 |
a) Determine a ordem de reação e a constante de velocidade para a reação.
b) Considerando o experimento realizado, qual seria a velocidade esperada para um experimento em que
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- (a) Determinar a ordem da reação e a constante de velocidade.
- (b) Calcular a velocidade esperada para
e .
Informações dadas (retiradas da tabela do enunciado):
Observação: os valores de velocidade acima foram retirados diretamente da tabela do enunciado (mantissas e expoentes combinados).
Passo 2
Explicação do método que vamos usar (método das velocidades iniciais):
- Supondo uma Lei da Velocidade do tipo
onde
é a ordem em relação a
,
é a ordem em relação a
e
é a constante de velocidade.
- Se comparamos dois experimentos em que
é igual, então
- Analogamente, se comparamos dois experimentos onde
é igual,
- Assim podemos obter
e tomando razões de velocidades de experimentos apropriados e resolvendo para os expoentes (logicamente ou observando potências inteiras).
Passo 3
Determinar a ordem em relação a
(
) usando experimentos com
fixo.
Escolho a coluna (valores de
), que contém várias concentrações de
.
Escolho a coluna
Comparação 1: experimento com
e com
:
A razão das concentrações é
Logo
Comparação 2 (verificação), experimento com
e
:
e
Isso confirma
.
Passo 4
Conclusão parcial: a reação é de segunda ordem em
, ou seja
.
Passo 5
Determinar a ordem em relação a
(
) usando experimentos com
fixo.
Escolho a linha , com velocidades para os três
.
Escolho a linha
Comparação:
e
:
A razão das concentrações:
Logo
Verificação rápida com
e
:
confirma
.
Passo 6
Conclusão sobre ordens:
- Ordem em
: . - Ordem em
: . - Ordem global da reação:
.
Passo 7
Determinar a constante de velocidade
.
Usamos a lei determinada:
Usamos a lei determinada:
Escolho o experimento com
e
, com
. Então
Unidades de
:
Portanto
Passo 8
Verificação rápida com outro ponto (por consistência):
Uso .
Uso
confirmando consistência do
encontrado.
Passo 9
Agora calculo a velocidade pedida no item (b) usando a lei obtida.
Dados: .
Dados:
Calcule as potências:
Produto das concentrações ao quadrado:
Velocidade:
Arredondando para três algarismos significativos:
Resposta
(a) Ordem: segunda ordem em A (
), segunda ordem em B (
); ordem total
. Constante de velocidade
.
(b)
.