Os seguintes dados foram medidos para a reação do óxido nítrico com o hidrogênio?
2 NO(g)+2 H2(g) N 2(g)+2 H2 O(g)
experimento [NO](mol / L) [H 2](mol / L) Velocidade inicial <br> (mol / Ls)
1 0,10 0,10 1,23 times 10^-3
2 0,10 0,20 2,46 times 10^-3
3 0,40 0,10 4,92 times 10^-3
determine a lei da velocidade para essa reação.

Passo 1

Beleza, o enunciado fala da reação
2,NO(g) + 2,H2(g) to N2(g) + 2,H2O(g)
e dá três experimentos com concentrações iniciais de NO e H₂, mais a velocidade inicial medida em cada caso.
Conteúdo: cinética química — lei de velocidade.
O que a gente vai precisar:
  • Entender que a lei de velocidade tem a forma v = k,[NO]^x,[H2]^y onde e são ordens parciais de reação em relação a NO e H₂, e é a constante de velocidade.
  • Usar os dados dos experimentos para achar , e depois .

Passo 2

Escrevendo a forma geral da lei de velocidade:
v = k,[NO]^x,[H2]^y
O plano é:
  1. Comparar dois experimentos em que só uma concentração muda, para isolar uma das ordens.
  2. Repetir pra achar a outra ordem.
  3. Substituir tudo num dos experimentos pra achar .

Passo 3

Achar v2v1 = k,[NO]^x,[H2=0,20]^yk,[NO]^x,[H2=0,10]^y = l(0,200,10r)^y = 2^y (ordem em H₂):
  • Compare experimento 1 e 2.
    Em 1: 2,46times10^-31,23times10^-3 = 2 = 2^y ;;Longrightarrow;;y = 1 , , .
    Em 2: (mesmo que 1), (dobrou), .
    Dividindo as velocidades:
    Numericamente:
    Então a reação é de primeira ordem em H₂.

Passo 4

Achar v3v1 = k,[NO=0,40]^x,[H2]^yk,[NO=0,10]^x,[H2]^y = l(0,400,10r)^x = 4^x (ordem em NO):
  • Compare experimento 1 e 3.
    Em 1: 4,92times10^-31,23times10^-3 = 4 = 4^x ;;Longrightarrow;;x = 1 , , .
    Em 3: (quatro vezes 0,10), (mesmo), .
    Dividindo:
    Numericamente:
    Então é também de primeira ordem em NO.

Passo 5

Agora que sabemos v = k,[NO]^1,[H2]^1 = k,[NO],[H2] e 1,23times10^-3 = k times (0,10)times(0,10) = k times 0,01 ;;Longrightarrow;; k = 1,23times10^-30,01 = 0,123;L/(molcdot s) , a lei é
Para achar , usamos um dos experimentos, digamos o 1:

Resposta

A lei de velocidade é
boxedv = 0,123,[NO],[H2](L,mol^-1s^-1)

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