Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação :
Exp. Vinicial
1 1,5 1,5
2 3,0 1,5
3 3,0 4,5
4 4,7 2,7
a. Determine a lei de velocidade para esta reação.
b. A partir dos dados, determine a constante de velocidade da reação e sua unidade.
c. Utilize os dados para prever a velocidade da reação para o experimento 4.
d. A reação é elementar? Explique

Passo 1

O enunciado fornece as velocidades iniciais para a reação
2,ICl(g) + H2,(g) longrightarrow I2,(g) + 2,HCl(g)
em quatro experimentos, variando [ICl] e [H2]. Precisamos (a) determinar a lei de velocidade do tipo
v = k,[ICl]^m,[H2]^n,
(b) achar k e sua unidade, (c) prever v no experimento 4 e (d) discutir se a reação é elementar.

Passo 2

Usamos o método das velocidades iniciais:
Entre os exp. 1 e 2 mantemos [H2]= constante e dobramos [ICl], vendo que v dobra. Logo
m=1
Entre os exp. 2 e 3 mantemos [ICl] constante e triplicamos [H2], vendo que v triplica. Logo
n=1
Portanto a lei de velocidade é
v = k,[ICl],[H2]

Passo 3

Para determinar k escolhemos o exp. 1, em que v=3,7times10^-7,mol,L^-1,s^-1, [ICl]=1,5 e [H2]=1,5. Assim
k = 3,7times10^-71,5times1,5 =1,64times10^-7,L,mol^-1,s^-1

Passo 4

No exp. 4 temos [ICl]=4,7 e [H2]=2,7. Logo
v4 = k times 4,7 times 2,7 =1,64times10^-7times12,69 =2,09times10^-6,mol,L^-1,s^-1

Passo 5

Se a reação fosse elementar seu índice em [ICl] seria igual ao coeficiente estequiométrico 2. Como achamos m=1, a cinética não reflete a estequiometria e, portanto, a reação não é elementar.

Resposta

a. v = k,[ICl],[H2].
b. k = 1,64times10^-7,L,mol^-1,s^-1.
c. v4 = 2,09times10^-6,mol,L^-1,s^-1.
d. Não, pois a ordem em ICl (1) não coincide com seu coeficiente estequiométrico (2).

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