Para a reação
as velocidades da reação foram determinadas em diferentes experimentos:
Experimento | inicial em <br> mol
|
|
Velocidade <br> (mol/L.min) |
---|---|---|---|
1 | 0,100 | 0,100 | 5,00 |
2 | 0,300 | 0,100 | 45,00 |
3 | 0,100 | 0,200 | 10,00 |
4 | 0,300 | 0,200 | 90,00 |
b) Escreva a lei de velocidade?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química:
. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a lei de velocidade dessa reação. Ou seja, queremos saber como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes A e B. Para isso, vamos usar os dados dos experimentos que mostram diferentes concentrações iniciais de A e B e as velocidades correspondentes.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a lei de velocidade. A lei de velocidade expressa a velocidade da reação em função das concentrações dos reagentes, cada uma elevada a um expoente que indica a ordem da reação em relação a esse reagente. A forma geral da lei de velocidade para essa reação é:
Aqui,
é a constante de velocidade, e
e
são as ordens da reação em relação a A e B, respectivamente. Nosso objetivo é encontrar os valores de
e
usando os dados dos experimentos.
Passo 3
Vamos comparar Experiment 1 e Experimento 2. Nesses dois, a concentração de B permanece a mesma (0,100 mol/L), enquanto a concentração de A aumenta de 0,100 para 0,300 mol/L. A velocidade aumenta de 5,00 para 45,00 mol/L.min.
Usando a lei de velocidade:
Como [B] é constante, ela se cancela. Então temos:
Sabemos que
, então
. Portanto, a reação é de segunda ordem em relação a A.
Passo 4
Agora, vamos comparar Experiment 1 e Experimento 3. Nesses dois, a concentração de A permanece a mesma (0,100 mol/L), enquanto a concentração de B aumenta de 0,100 para 0,200 mol/L. A velocidade aumenta de 5,00 para 10,00 mol/L.min.
Usando a lei de velocidade:
Como [A] é constante, ela se cancela. Então temos:
Sabemos que
, então
. Portanto, a reação é de primeira ordem em relação a B.
Resposta
A lei de velocidade para a reação é: