Questão 3. Os seguintes dados foram medidos para a seguinte reação:
Experimento
Velocidade inicial
1
0,250
0,250
0,2130
2
0,250
0,125
0,1065
3
0,200
0,100
0,0682
4
0,350
0,100
0,1193
5
0,175
0,100
0,0596
a) Qual a lei de velocidade da reação?
b) Qual a ordem global de reação?
c) Qual é a unidade de medida adequada para a constante de velocidade dessa reação.
| Experimento |
|
|
Velocidade inicial
|
| 1 | 0,250 | 0,250 | 0,2130 |
| 2 | 0,250 | 0,125 | 0,1065 |
| 3 | 0,200 | 0,100 | 0,0682 |
| 4 | 0,350 | 0,100 | 0,1193 |
| 5 | 0,175 | 0,100 | 0,0596 |
b) Qual a ordem global de reação?
c) Qual é a unidade de medida adequada para a constante de velocidade dessa reação.
Passo 1
O enunciado dá as velocidades iniciais medidas para a reação
e fornece a tabela (peguei os dados da tabela do enunciado):
Perguntas do exercício:
a) Qual a lei de velocidade da reação?
b) Qual a ordem global de reação?
c) Qual é a unidade de medida adequada para a constante de velocidade dessa reação?
a) Qual a lei de velocidade da reação?
b) Qual a ordem global de reação?
c) Qual é a unidade de medida adequada para a constante de velocidade dessa reação?
Passo 2
Vamos usar a forma geral da lei de velocidade para uma reação bimolecular em concentrações:
Explicando essa fórmula (rápida aula):
-
é a taxa inicial medida em (mol·L{-1}·s{-1}). -
é a constante de velocidade (desconhecida). -
e são as ordens parciais relativamente a e . Eles são expoentes que dizem como a velocidade muda quando a respectiva concentração muda.
Método: comparar pares de experimentos nos quais uma das concentrações permanece constante; assim o fator que muda na razão das velocidades isola o expoente desejado.
Passo 3
Determinar
(ordem em relação a
) usando os experimentos 1 e 2, onde
é igual (
M) e
muda:
Substituindo os números da tabela:
Calcule:
logo
Interpretação: dobrar
dobra a velocidade → ordem 1 em
.
Passo 4
Determinar
(ordem em relação a
) usando os experimentos 3 e 4, onde
é igual (
M) e
muda:
Substituindo:
Calcule as razões:
Logo
Interpretação: aumentar
por um fator 1,75 aumenta a velocidade pelo mesmo fator → ordem 1 em
.
Passo 5
Com
e
a lei de velocidade fica:
A ordem global é a soma das ordens parciais:
Passo 6
Calcular numericamente
(checar consistência): isolando
,
Usando o experimento 1:
Verificação rápida com o experimento 2:
Com experimento 3:
diferenças pequenas são devidas a arredondamento das taxas reportadas; os valores são consistentes. Podemos tomar
.
Passo 7
Unidade de
: regra geral — unidades de
= unidades da velocidade dividido por
. Aqui velocidade tem unidade
e a ordem global é
, logo
Como
, uma forma prática é
Resposta
a)
.
b) Ordem global .
c) Unidade de :
(ou
).
b) Ordem global
c) Unidade de