Para a reação CH3 COCH3+HCN (CH3)2 CCNOH foi realizada, em solução aquosa, com uma concentração inicial de 0,16 mol / L de acetona. Os dados experimentais estão sumarizados na Tabela 4.
Tabela 4 - Dados Experimentais.
Tempo (min) 0,0 82,2 199,6 313,0 420,5 600
C HCN (mol / L) 0,10472 0,09612 0,08568 0,07723 0,07037 0,06085
Pede-se:
Determine a equação de velocidade da reação. (Resposta: (-rA)=6,7 times 10^-3 CA CB mol / L Min)

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que foi pedido! Temos uma reação química onde a acetona ( CH3COCH3) reage com o cianeto de hidrogênio ( HCN) para formar um produto. A gente recebe uma tabela com as concentrações de HCN 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:
Velocidade = k cdot [A]^m cdot [B]^n
Onde:
  • k é a constante de velocidade,
  • [A] e [B] são as concentrações dos reagentes,
  • m e n são as ordens da reação em relação a cada reagente.

Passo 3

No nosso caso, os reagentes são a acetona ( A) e o HCN ( B). Queremos encontrar a forma da equação de velocidade, ou seja, determinar k, m e n. Para isso, vamos analisar os dados experimentais que nos mostram como a concentração de HCN varia com o tempo.

Passo 4

Observando a tabela, vemos que a concentração de HCN diminui conforme o tempo passa. Isso indica que HCN 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:
(-d[A]dt) = k cdot [A] cdot [B]
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 HCN ao longo do tempo. Calculamos a variação da concentração de HCN 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 A e B naquele instante. Isso nos permite determinar a constante k da equação de velocidade. Podemos fazer isso rearranjando a equação:
k = (-d[A]dt)[A] cdot [B]

Passo 7

Usando os valores calculados e as concentrações correspondentes de A e B, calculamos k. Através desse processo, encontramos que:
k = 6,7 times 10^-3 , mol , L^-1 cdot min^-1

Resposta

A equação de velocidade da reação é:
(-rA) = 6,7 times 10^-3 , CA , CB , mol cdot L^-1 cdot min^-1

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