Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reaçăo
Produto:
Experimento
Velocidade
1
0,60
0,30
12,6
2
0,20
0,30
1,4
3
0,60
0,10
4,2
4
0,17
0,25
Use os dados para predizer a velocidade da reação para o experimento 4.
Experimento |
|
|
|
||
1 | 0,60 | 0,30 | 12,6 | ||
2 | 0,20 | 0,30 | 1,4 | ||
3 | 0,60 | 0,10 | 4,2 | ||
4 | 0,17 | 0,25 |
|
Passo 1
Beleza, então o que o enunciado diz é que a gente tem uma reação
e nos deram quatro experimentos com concentrações de
Isso cai em cinética química: a ideia é descobrir a lei de velocidade (isto é, a dependência da velocidade em cada reagente) e a constante de velocidade
Pra resolver vamos precisar:
- Assumir uma lei de velocidade geral do tipo
- Usar os dados dos experimentos para achar os expoentes
e (ordens em cada reagente) via razão de velocidades - Determinar a constante
- Calcular a velocidade prevista para o experimento 4
Passo 2
Descobrindo a ordem em
(expoente
) usando os experimentos 1 e 2.
Teoria rápida: se você divide duas expressões da lei de velocidade com tudo igual exceto um reagente, as constantes e expoentes dos outros reagentes se cancelam.
Para 1 e 2 a é igual (0,30 M), então:
Teoria rápida: se você divide duas expressões da lei de velocidade com tudo igual exceto um reagente, as constantes e expoentes dos outros reagentes se cancelam.
Para 1 e 2 a
E numericamente:
Passo 3
Descobrindo a ordem em
(expoente
) usando os experimentos 1 e 3.
Aqui é igual (0,60 M), então:
Aqui
Numericamente:
Passo 4
Agora já sabemos que
Para achar
$$
12{,}6 = k,(0{,}60)^2,(0{,}30)
\quad\Longrightarrow\quad
k = \frac{12{,}6}{0{,}60^2 \times 0{,}30}
= \frac{12{,}6}{0{,}36 \times 0{,}30}
= \frac{12{,}6}{0{,}108}
\approx 116{,}7;(\mathrm{M}{-2},\mathrm{s}{-1}).
\quad\Longrightarrow\quad
k = \frac{12{,}6}{0{,}60^2 \times 0{,}30}
= \frac{12{,}6}{0{,}36 \times 0{,}30}
= \frac{12{,}6}{0{,}108}
\approx 116{,}7;(\mathrm{M}{-2},\mathrm{s}{-1}).
$$
Passo 5
Por fim, para o experimento 4 com
M e
M a taxa prevista é
Resposta
A velocidade da reação no experimento 4 é aproximadamente
.