Uma das reações que pode ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de nitrogênio, NO2, com o ozônio, O3.
NO2(g)+O3 longrightarrow NO3(g)+O2(g)
Os seguintes dados foram coletados nessa reação,a 25^circ C :
Concentração inicial, de NO2 <br> (mol dm^-3) Concentração inicial, de H2(mol^2 dm^-3) velocidade inicial <br> (mol dm^-3 s^-1)
5,0 times 10^-5 1,0 times 10^-5 0,022
5,0 times 10^-5 2,0 times 10^-5 0,044
2,5 times 10^-5 2,0 times 10^-5 0,022
a) Qual a lei de velocidade para essa reação?

Passo 1

Beleza, o problema é o seguinte: a gente tem a reação
NO2(g) + O3(g) longrightarrow NO3(g) + O2(g)
e uns dados de velocidade iniciais medidos a v = k,[NO2]^m,[O3]^n . O que a gente quer é a lei de velocidade, ou seja, algo do tipo
Isso faz parte de cinética química, e para descobrir os expoentes e a gente vai comparar como a velocidade muda quando muda só uma das concentrações.

Passo 2

Olha os experimentos 1 e 2 (mantendo vpropto[O3]^n igual e dobrando ):
  • Exp. 1: , ,
  • Exp. 2: , ,
Quando a gente dobra , a velocidade dobra de para . Isso indica que
e como dobrar dobra , então .

Passo 3

Agora compara os experimentos 2 e 3 (mantendo vpropto[NO2]^m igual e cortando ([\mathrm{NO}_2]] pela metade):
  • Exp. 2: , ,
  • Exp. 3: , ,
Quando cai pela metade, também cai pela metade. Isso mostra que
e, por essa razão, .

Passo 4

Juntando tudo, a lei de velocidade geral fica
v = k,[NO2]^1,[O3]^1 = k,[NO2],[O3]
Se quiser, dá pra achar k = v[NO2][O3] = 0,022(5,0times10^-5)(1,0times10^-5) = 4,4times10^7;dm^3,mol^-1,s^-1 usando qualquer conjunto de dados. Por exemplo, usando o experimento 1:

Resposta

boxedv = k,[NO2],[O3]
com ordem 1 em cada reagente (segunda ordem no total).

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