Para a seguinte reação em fase gasosa foram obtidos os seguintes valores de velocidade inicial em função da concentração inicial dos reagentes. Com base nestes resultados, determine a lei de velocidade desta reação, a ordem total e estime o valor da constante de velocidade.
BF3+NH3 F3 BNH3
Experimento |c|c|c|c| hline Experimento & ([BF3] m o l / L) & ([NH3] m o l / L) & Taxa (mol/Ls) hline $1$ & 0,25 & 0,25 & 0,2130 hline $2$ & 0,25 & 0,125 & 0,1065 hline $3$ & 0,20 & 0,10 & 0,0682 hline $4$ & 0,35 & 0,10 & 0,1193 hline $5$ & 0,175 & 0,10 & 0,0596 hline Taxa (mol/Ls)
0,25 0,25 0,2130
0,25 0,125 0,1065
0,20 0,10 0,0682
0,35 0,10 0,1193
0,175 0,10 0,0596

Passo 1

Beleza, então o enunciado diz o seguinte: a gente tem a reação em fase gasosa
BF3 + NH3 ;longrightarrow; F3BNH3
e uma tabelinha com as concentrações iniciais de BF₃ e NH₃ e as velocidades iniciais medidas.
O assunto é cinética química, mais especificamente lei de velocidade e método das velocidades iniciais.
Para resolver, a gente vai precisar:
  • Escrever a forma genérica da lei de velocidade: .
  • Encontrar e comparando experimentos em que uma concentração varia e a outra se mantém fixa.
  • Uma vez com e , calcular .

Passo 2

Primeiro, vamos achar a ordem em relação a 0,10650,2130 = k,(0,25)^a,(0,125)^bk,(0,25)^a,(0,25)^b = l(0,1250,25r)^b = l(tfrac12r)^b ( 0,5 = l(tfrac12r)^b Longrightarrow b = 1 ).
Compare Experimento 1 e Experimento 2:
  • Em 1: , , .
  • Em 2: (mesmo), (metade), .
Como está igual, a razão das velocidades vem só da :
Numericamente . Então

Passo 3

Agora a ordem em relação a 0,11930,0682 = k,(0,35)^a,(0,10)^1k,(0,20)^a,(0,10)^1 = l(0,350,20r)^a = (1,75)^a ( 1,75 = (1,75)^a Longrightarrow a = 1 ).
Compare Experimento 3 e Experimento 4, onde em ambos:
  • Em 3: , .
  • Em 4: , .
Fazendo a razão:
Numericamente . Logo

Passo 4

Pronto, achamos vel ;=; k,[BF3]^1,[NH3]^1 ;=; k,[BF3],[NH3] e . A lei de velocidade é:
A ordem total da reação é .

Passo 5

Finalmente, para achar k = vel[BF3],[NH3] , escolhe um experimento e isola k = 0,2130(0,25)(0,25) = 0,21300,0625 approx 3,408;L,mol^-1,s^-1 :
Usando o Experimento 1:
Você pode conferir que dá praticamente esse valor em qualquer outro experimento.

Resposta

Lei de velocidade:
Ordem total: 2
Constante de velocidade:

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