Questão 04
A velocidade inicial,
, da reação
foi medida partindo de diferentes concentrações iniciais do reagente
. As medidas foram realizadas mantendo-se a temperatura em 300 K . Os dados experimentais obtidos são apresentados na tabela a seguir.
Experimento
I
0,10
1,0
II
0,20
4,0
III
0,40
16,0
Pede-se:
(a) Qual a ordem de reação?
(b) Qual o valor da constante de velocidade da reação?
(c) Qual o tempo de meia-vida da reação
para uma concentração inicial do reagente A
?
Experimento |
|
|
I | 0,10 | 1,0 |
II | 0,20 | 4,0 |
III | 0,40 | 16,0 |
(b) Qual o valor da constante de velocidade da reação?
(c) Qual o tempo de meia-vida da reação
Passo 1
O enunciado descreve a reação gasosa
cuja velocidade inicial
foi medida em três experimentos com concentrações iniciais diferentes de
a
. Temos a lei de rapidez genérica
onde
é a ordem de reação e
a constante de velocidade. Vamos determinar:
- a ordem
, - o valor de
, - o tempo de meia‐vida
para .
Passo 2
Para achar a ordem
com respeito a
, comparamos dois experimentos. Entre I e II dobramos
de
para
, e a velocidade passou de
para
. Logo
e como
, temos
, ou seja
. A reação é de segunda ordem.
Passo 3
Agora que
, usamos qualquer experimento para achar
. Por exemplo, no experimento I:
Passo 4
Para uma reação de segunda ordem, a meia‐vida depende de
e é dada por
Substituindo
e
, vem
Resposta
(a) A reação é de segunda ordem em
.
(b) A constante de velocidade é .
(c) A meia‐vida para é
.
(b) A constante de velocidade é
(c) A meia‐vida para