Para a reação
foi realizada, em solução aquosa, com uma concentração inicial de
de acetona. Os dados experimentais estão sumarizados na Tabela 4.
Tabela 4 - Dados Experimentais.
Tabela 4 - Dados Experimentais.
Tempo (min) | 0,0 | 82,2 | 199,6 | 313,0 | 420,5 | 600 |
---|---|---|---|---|---|---|
|
0,10472 | 0,09612 | 0,08568 | 0,07723 | 0,07037 | 0,06085 |
Pede-se:
Determine a equação de velocidade da reação. (Resposta:
Determine a equação de velocidade da reação. (Resposta:
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que foi pedido! Temos uma reação química onde a acetona (
) reage com o cianeto de hidrogênio (
) para formar um produto. A gente recebe uma tabela com as concentrações de
em diferentes tempos e a concentração inicial da acetona. Nosso objetivo aqui é descobrir a equação da velocidade dessa reação, ou seja, como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a equação de velocidade. Ela nos diz como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Geralmente, ela tem a forma:
Onde:
-
é a constante de velocidade, -
e são as concentrações dos reagentes, -
e são as ordens da reação em relação a cada reagente.
Passo 3
No nosso caso, os reagentes são a acetona (
) e o
(
). Queremos encontrar a forma da equação de velocidade, ou seja, determinar
,
e
. Para isso, vamos analisar os dados experimentais que nos mostram como a concentração de
varia com o tempo.
Passo 4
Observando a tabela, vemos que a concentração de
diminui conforme o tempo passa. Isso indica que
está sendo consumido na reação. Sabemos que a velocidade da reação pode ser expressa como a taxa de consumo de um dos reagentes. Vamos escolher a acetona para expressar a velocidade:
Aqui, assumimos que a reação é de primeira ordem em relação a ambos os reagentes, mas vamos confirmar isso com os dados.
Passo 5
Para confirmar, podemos usar os dados fornecidos para calcular a taxa de variação da concentração de
ao longo do tempo. Calculamos a variação da concentração de
dividida pelo intervalo de tempo correspondente. Isso nos dará uma estimativa da velocidade da reação em cada ponto.
Passo 6
Depois de calcular essas taxas, podemos relacioná-las com as concentrações de
e
naquele instante. Isso nos permite determinar a constante
da equação de velocidade. Podemos fazer isso rearranjando a equação:
Passo 7
Usando os valores calculados e as concentrações correspondentes de
e
, calculamos
. Através desse processo, encontramos que:
Resposta
A equação de velocidade da reação é: