Os seguintes dados foram medidos para a reação do óxido nítrico com o hidrogênio?
experimento |
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Velocidade inicial <br>
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---|---|---|---|
1 | 0,10 | 0,10 |
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2 | 0,10 | 0,20 |
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3 | 0,40 | 0,10 |
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calcule a constante de velocidade.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que para a reação
a gente tem três experimentos com concentrações iniciais de [NO] e [H₂] e as velocidades iniciais medidas. O que a gente precisa fazer é:
- descobrir como a velocidade depende de cada reagente (isto é, achar as ordens de reação x e y na lei de velocidade),
- usar isso para escrever a lei de velocidade
, - calcular a constante de velocidade
.
O conteúdo aqui é Cinética Química, mais especificamente o método das velocidades iniciais para determinar a lei de velocidade. A gente vai precisar comparar experimentos pra ver como muda a velocidade quando muda a concentração de um só reagente.
Passo 2
Primeiro, vamos achar a ordem em relação ao H₂ (y). Comparamos experimento 1 e experimento 2:
- Em (1):
, , . - Em (2):
(mesmo), (dobro), .
Se dobrar [H₂] faz a velocidade dobrar (
), isso indica que
Ou seja, a reação é de primeira ordem em H₂.
Passo 3
Agora, a ordem em relação ao NO (x). Comparamos experimento 1 e experimento 3:
- Em (1):
, , . - Em (3):
(4×), (mesmo), .
A concentração de NO quadruplicou e a velocidade também quadruplicou (
). Então
A reação é, portanto, de primeira ordem em NO também.
Agora sabemos que a lei de velocidade é
Passo 4
Basta isolar
. Usando os dados do experimento 1 (pode usar qualquer um, vai dar o mesmo):
Resposta
A constante de velocidade é