Uma reação é de ordem
relativamente a
, é de ordem
relativamente a
e de ordem zero com relação a F. Qual a influência sobre a velocidade da reação se duplicarmos, separadamente, as concentrações de D, E e F? Ou seja, por qual fator a velocidade será multiplicada em cada caso, separadamente?
Passo 1
Então, a questão fala sobre a ordem de uma reação química em relação a três substâncias: D, E e F. A ordem da reação é $ \frac{1}{2} $ para D, $ \frac{3}{2} $ para E e zero para F. Nosso objetivo é descobrir como a velocidade dessa reação muda se a gente dobrar, uma de cada vez, as concentrações de D, E e F. Vamos precisar usar a lei de velocidade das reações químicas para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como funciona a lei de velocidade. A lei de velocidade geral para uma reação pode ser escrita assim:
Aqui:
- $ v $ é a velocidade da reação.
- $ k $ é a constante de velocidade.
- $ [\mathbf{D}], [\mathbf{E}], [\mathbf{F}] $ são as concentrações dos reagentes D, E e F.
- $ n, m, p $ são as ordens da reação em relação a cada reagente.
Passo 3
No nosso caso, sabemos que:
Então, a lei de velocidade fica assim:
Como qualquer número elevado a zero é 1, podemos simplificar para:
Passo 4
Agora, vamos ver o que acontece quando a gente dobra cada concentração separadamente.
Caso 1: Dobrar a concentração de D
Substituímos $ [\mathbf{D}] $ por $ 2[\mathbf{D}] $:
Simplificando:
Então, a velocidade é multiplicada por $ \sqrt{2} $.
Caso 2: Dobrar a concentração de E
Substituímos $ [\mathbf{E}] $ por $ 2[\mathbf{E}] $:
Simplificando:
Como $ 2^{\frac{3}{2}} = 2 \cdot \sqrt{2} $, a velocidade é multiplicada por $ 2\sqrt{2} $.
Caso 3: Dobrar a concentração de F
A ordem da reação em relação a F é zero, então:
Dobrar $ [\mathbf{F}] $ não afeta a velocidade, porque qualquer coisa elevada a zero é 1.
Resposta
- Duplicando a concentração de D: a velocidade é multiplicada por $ \sqrt{2} $.
- Duplicando a concentração de E: a velocidade é multiplicada por $ 2\sqrt{2} $.
- Duplicando a concentração de F: a velocidade permanece a mesma.