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
b) Qual o valor da constante de velocidade ?

Passo 1

Resumo do enunciado: a reação é
NO2(g) + O3(g) longrightarrow NO3(g) + O2(g)
Foram medidos rates iniciais variando as concentrações de NO₂ e O₃. Queremos achar a constante de velocidade dessa reação a 25 °C.
Conteúdo: cinética química – lei de velocidade experimental.
O que precisamos:
  • Entender que a velocidade segue a forma .
  • Usar os dados para descobrir os expoentes e (ordens parciais).
  • Substituir em um dos experimentos e isolar .

Passo 2

Determinar a ordem em relação a :
Compare o experimento 1 com o 2, onde fica igual e dobra (de para ).

  • Se dobra e a velocidade dobra também, isso indica ordem 1 em , ou seja , pois .

Passo 3

Determinar a ordem em relação a v = k,[NO2]^1,[O3]^1 = k,[NO2][O3] :
Compare o experimento 2 com o 3, onde fica igual e é reduzido à metade (de para ).

  • Como a velocidade também cai pela metade, a ordem em é 1, ou seja , pois .
Então a lei de velocidade é

Passo 4

Calcular 0,022 = k times (5,0times10^-5) times (1,0times10^-5) :
Substituindo os dados do experimento 1:
k = 0,022(5,0times10^-5),(1,0times10^-5) = 0,0225,0times10^-10 = 0,0225,0times10^10 = 0,0044times10^10 = 4,4times10^7
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As unidades, sendo reação de segunda ordem global, são .

Resposta

k = 4,4times10^7;dm^3,mol^-1,s^-1

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