Questão 11. Encontre as ordens de reação química com relação a A e B, para a seguinte estequiometria:
A
Produtos.
Tabela 9 - Cinética.
2
2
3
125
64
64
50
32
48
(Resposta
Tabela 9 - Cinética.
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2 | 2 | 3 |
|
125 | 64 | 64 |
|
50 | 32 | 48 |
Passo 1
Beleza, temos a reação A + B → produtos e uma tabela de experimentos com concentrações iniciais de A (C_A), de B (C_B) e as velocidades iniciais (–r_A). O que a gente quer é descobrir de que potência cada reagente entra na lei de velocidade, ou seja, achar x e y na expressão
Para isso vamos usar o método das velocidades iniciais: pegar pares de experimentos em que só uma concentração varia e comparar as velocidades. Não precisa ter nada decorado além disso!
Passo 2
Encontrando y (ordem em B)
Compare experimento 1 e experimento 2, onde C_A é o mesmo (2 mol/L) e só C_B muda de 125 para 64 mol/L. Escrevendo a lei:
(1)
(2)
Dividindo (1)/(2) para eliminar k e :
Compare experimento 1 e experimento 2, onde C_A é o mesmo (2 mol/L) e só C_B muda de 125 para 64 mol/L. Escrevendo a lei:
(1)
(2)
Dividindo (1)/(2) para eliminar k e
Observe que
. Então
Passo 3
Encontrando x (ordem em A)
Agora compare experimento 2 e experimento 3, onde C_B é o mesmo (64 mol/L) e só C_A varia de 2 para 3 mol/L. A lei de velocidade fica:
(2)
(3)
Dividindo (3)/(2) para anular e
:
Agora compare experimento 2 e experimento 3, onde C_B é o mesmo (64 mol/L) e só C_A varia de 2 para 3 mol/L. A lei de velocidade fica:
(2)
(3)
Dividindo (3)/(2) para anular
Como
, temos
Passo 4
Montando a lei de velocidade completa
Juntando x = 1 e y = 2/3, a expressão geral vira
Juntando x = 1 e y = 2/3, a expressão geral vira
Se precisar do valor de k, basta substituir em qualquer experimento (por exemplo, 32 = k·2·64^{2/3} ⇒ k =1), mas aqui o foco são as ordens.
Resposta
A ordem de reação em A é 1 e em B é 2/3. Portanto