1. Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação A+B+C \rightarrow produtos.
Concentração Inicial \left(\mathrm{mmol} . \mathrm{L}^{-1}\right)
Exp. [\mathrm{A}] [\mathrm{B}] [\mathrm{C}]
1 3,48 3,05 4,00 Velocidade
\left(\mathrm{mmol}^{-1} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1}\right) 37,00
2 0,87 3,05 4,00 9,25
3 0,87 0,50 4,00 0,25
4 3,48 3,05 1,00 2,31
5 3,00 2,50 1,50 ?
a. Apresente a lei de velocidade desta reação.
b. Qual é a ordem da reação?
c. Determine, a partir dos dados, o valor da constante da velocidade.
d. Calcule a velocidade reação quando [A]=3,0 mmol. \left.\mathrm{L}^{-1}, \mathrm{[B}\right]=2,5 \mathrm{mmol} . \mathrm{L}^{-1} \mathrm{e} [\mathrm{C}]=1,5 \mathrm{mmol} . \mathrm{L}^{-1}.
10. O ácido selenoso em meio ácido, na presença de íons iodeto, forma o selênio metálico, o ânion triiodeto ( \mathrm{I}_{3}{ }^{-}) e moléculas de água. A tabela abaixo apresenta os valores da velocidade de reação para diferentes concentrações iniciais dos reagentes (em mmol. \mathrm{L}^{-1} ) a 298 \mathrm{~K}\left(25^{\circ} \mathrm{C}\right).
\left[\mathrm{H}_{2} \mathrm{SeO}_{3}\right] \left[\mathrm{I}^{-}\right] \left[\mathrm{H}^{+}\right]
Velocidade
\left(\mathrm{mmol} . \mathrm{L}^{-1} . \mathrm{s}^{-1}\right)
1,25 1,25 1,25 8,7
2,50 1,25 1,25 17,3
1,25 3,75 1,25 78,3
2,50 1,25 2,50 138,4
3,00 2,5 1,5 ?
a. Escreva a equação química e a lei de velocidade desta reação.
b. Qual é a ordem da reação?
c. Determine, a partir dos dados, o valor da constante da velocidade.
d. Calcule a velocidade reação quando \left.\left[\mathrm{H}_{2} \mathrm{SeO}_{3}\right]=3,0 \mathrm{mmol} . \mathrm{L}^{-1}, \mathrm{[I}^{-}\right]=2,5 \mathrm{mmol} . \mathrm{L}^{-1} \mathrm{e} \left[\mathrm{H}^{+}\right]=1,5 \mathrm{mmol} . \mathrm{L}^{-1}.

Passo 1

No exercício 9 temos dados de velocidade para a reação
A + B + C \longrightarrow \text{produtos},
com concentrações iniciais em mmol· L^{-}¹ e velocidades em mmol· L^{-} ^{1}\cdot s^{-}¹. Precisamos achar:
a) a lei de velocidade;
b) a ordem total;
c) a constante k;
d) a velocidade para [A]=3{,}0, [B]=2{,}5, [C]=1{,}5 (tudo em mmol· L^{-}¹).

Passo 2

Determinar a ordem em A comparando os experimentos 1 e 2 (onde [B] e [C] são constantes):
o fator de variação de [A] é
\frac{3{,}48}{0{,}87}=4
e o fator de variação da velocidade é
\frac{37{,}00}{9{,}25}=4.
Logo \,4^n=4\implies n=1.

Passo 3

Determinar a ordem em B comparando os experimentos 2 e 3 (onde [A] e [C] são constantes):
\frac{3{,}05}{0{,}50}=6{,}1,\quad \frac{9{,}25}{0{,}25}=37.
Temos 6{,}1^m=37\implies m\approx2.

Passo 4

Determinar a ordem em C comparando os experimentos 1 e 4 (onde [A] e [B] são constantes):
\frac{4{,}00}{1{,}00}=4,\quad \frac{37{,}00}{2{,}31}\approx16.
Logo 4^p=16\implies p=2.

Passo 5

Com isso a lei de velocidade é
v = k\,[A]^1\,[B]^2\,[C]^2
e a ordem total é 1+2+2=5.

Passo 6

Usando o experimento 1 para achar k:
37{,}00 = k\,(3{,}48)\,(3{,}05)^2\,(4{,}00)^2
(3{,}05)^2=9{,}3025,\quad (4{,}00)^2=16,\quad 3{,}48\cdot9{,}3025\cdot16\approx517{,}94
k = \frac{37{,}00}{517{,}94}\approx0{,}07145\quad\bigl(\mathrm{L}^4\mathrm{\cdotmmol}^{-4}\mathrm{\cdots}^{-1}\bigr).

Passo 7

Calcular a velocidade para [A]=3{,}0, [B]=2{,}5, [C]=1{,}5:
v = 0{,}07145\,(3{,}0)\,(2{,}5)^2\,(1{,}5)^2
(2{,}5)^2=6{,}25,\;(1{,}5)^2=2{,}25,\;3\cdot6{,}25\cdot2{,}25=42{,}1875
v\approx0{,}07145\cdot42{,}1875\approx3{,}02\;\mathrm{mmol\cdotL^{-1}\cdots^{-1}}.

Passo 8

No exercício 10 temos a reação em meio ácido, formando selênio metálico, \mathrm{I}_3^- e água. A tabela dá velocidades para variações de [\mathrm{H_2SeO_3}], [\mathrm{I^-}] e [\mathrm{H^+}]. Precisamos:
a) escrever a equação e a lei de velocidade;
b) ordem total;
c) constante k;
d) velocidade para [\mathrm{H_2SeO_3}]=3{,}0, [\mathrm{I^-}]=2{,}5, [\mathrm{H^+}]=1{,}5 em mmol· L^{-}¹.

Passo 9

A equação balanceada em termos de espécies em solução pode ser escrita como
\mathrm{H_2SeO_3} + 6\,\mathrm{I^-} + 6\,\mathrm{H^+} \longrightarrow \mathrm{Se}(s) + 3\,\mathrm{I_3^-} + 3\,\mathrm{H_2O}.

Passo 10

Determinar a ordem em \mathrm{H_2SeO_3} comparando experimentos 1 e 2 ( [\mathrm{I^-}] e [\mathrm{H^+}] constantes):
\frac{2{,}50}{1{,}25}=2,\quad \frac{17{,}3}{8{,}7}\approx1{,}99\implies \text{ordem }=1.

Passo 11

Determinar a ordem em \mathrm{I^-} comparando experimentos 1 e 3 ( [\mathrm{H_2SeO_3}] e [\mathrm{H^+}] constantes):
\frac{3{,}75}{1{,}25}=3,\quad \frac{78{,}3}{8{,}7}=9\implies 3^m=9\implies m=2.

Passo 12

Determinar a ordem em \mathrm{H^+} comparando experimentos 2 e 4 ( [\mathrm{H_2SeO_3}] e [\mathrm{I^-}] constantes):
\frac{2{,}50}{1{,}25}=2,\quad \frac{138{,}4}{17{,}3}\approx8\implies 2^p=8\implies p=3.
Logo a lei de velocidade é
v = k\,[\mathrm{H_2SeO_3}]^1\,[\mathrm{I^-}]^2\,[\mathrm{H^+}]^3
e a ordem total é 1+2+3=6.

Passo 13

Usando o experimento 1 para achar k:
8{,}7 = k\,(1{,}25)\,(1{,}25)^2\,(1{,}25)^3
(1{,}25)^6\approx3{,}8147\implies k=\frac{8{,}7}{3{,}8147}\approx2{,}28\quad\bigl(\mathrm{L}^6\mathrm{\cdotmmol}^{-6}\mathrm{\cdots}^{-1}\bigr).

Passo 14

Calcular a velocidade para [\mathrm{H_2SeO_3}]=3{,}0, [\mathrm{I^-}]=2{,}5, [\mathrm{H^+}]=1{,}5:
v = 2{,}28\,(3{,}0)\,(2{,}5)^2\,(1{,}5)^3.
(2{,}5)^2=6{,}25,\;(1{,}5)^3=3{,}375,\;3\cdot6{,}25\cdot3{,}375=63{,}28125
v\approx2{,}28\cdot63{,}28125\approx144{,}3\;\mathrm{mmol\cdotL^{-1}\cdots^{-1}}.

Resposta

9a. v = k\,[A]\,[B]^2\,[C]^2.
9b. Ordem total =5.
9c. k\approx0{,}07145\;\mathrm{L^4\cdotmmol^{-4}\cdots^{-1}}.
9d. v\approx3{,}02\;\mathrm{mmol\cdotL^{-1}\cdots^{-1}}.
10a. Equação:
\mathrm{H_2SeO_3} + 6\,\mathrm{I^-} + 6\,\mathrm{H^+} \longrightarrow \mathrm{Se} + 3\,\mathrm{I_3^-} + 3\,\mathrm{H_2O},
lei: v = k\,[\mathrm{H_2SeO_3}]\,[\mathrm{I^-}]^2\,[\mathrm{H^+}]^3.
10b. Ordem total =6.
10c. k\approx2{,}28\;\mathrm{L^6\cdotmmol^{-6}\cdots^{-1}}.
10d. v\approx144{,}3\;\mathrm{mmol\cdotL^{-1}\cdots^{-1}}.

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