A reação:
Velocidade inicial
a) Qual a ordem global dessa reação?
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Velocidade inicial
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Passo 1
Enunciado e dados relevantes (copiando os valores do enunciado): a reação é
Tabela de condições iniciais e velocidades iniciais (peguei esses números da tabela do enunciado):
O que o enunciado pergunta: “Qual a ordem global dessa reação?” — ou seja, o expoente total na lei de velocidade (soma das ordens parciais em relação a cada reagente).
Passo 2
Conceito e método que vamos usar (explicado passo a passo, como numa aulinha prática):
- A hipótese geral para a lei de velocidade por método das velocidades iniciais é assumir que a velocidade inicial segue uma lei do tipo
onde
é a constante de velocidade,
é a ordem parcial em relação a
e
é a ordem parcial em relação a
.
- A “ordem global” é simplesmente
. - Para determinar
e usamos o método de razões: comparamos duas experiências em que uma concentração varia e a outra fica constante; assim o fator de mudança na velocidade nos dá o expoente correspondente. - Exemplo rápido de ideia: se eu dobrar
e a velocidade dobrar, então a ordem em é ; se a velocidade quadruplicar, a ordem é ; se não mudar, a ordem é .
Agora aplicamos isso aos dados experimentais concretos.
Passo 3
Determinar a ordem parcial
em relação a
comparando as experiências 1 e 2 (nessas duas o
está igual, então o efeito vem só de
).
- Dados (da tabela): na experiência 1 temos
e . Na experiência 2 temos e . Em ambas é . - Formamos a razão das velocidades usando a lei assumida:
pois
e
cancelam.
- Calculando a razão numérica (usando os números da tabela):
- A razão das concentrações é
- Logo
Interpretação: ao dobrar
(com
constante) a velocidade dobrou, portanto ordem 1 em
.
Passo 4
Determinar a ordem parcial
em relação a
comparando as experiências 1 e 3 (nessas duas
está igual, então o efeito vem só de
).
- Dados: experiência 1 tem
e . Experiência 3 tem e . Em ambas . - Formamos a razão das velocidades:
- Calculando numericamente:
e
- Logo
Interpretação: ao dobrar
(com
constante) a velocidade dobrou, portanto ordem 1 em
.
Passo 5
Calcular a ordem global e comentar brevemente:
- A ordem global é a soma das ordens parciais:
- Podemos também escrever a lei de velocidade determinada experimentalmente (útil na prova):
- Significado prático: a reação é de segunda ordem global (primeira ordem em cada reagente), ou seja, a velocidade depende linearmente de cada concentração individualmente e de forma quadrática combinada.
Resposta
Ordem global =