A tabela a seguir apresenta os dados cinéticos da reação entre NO e
a
:
Exp
Vel. desaparecimento de NO (mol/L.s)
1
0,010
0,010
2
0,020
0,010
3
0,010
0,020
a) Determine a ordem de reação global e individual dos reagentes
b) Qual a equação da lei e velocidade
c) Qual a constante de velocidade (resposta:
)
d) Qual a velocidade quando [ NO ] for
e
for
(resposta:
)
e) No instante em que o NO está sendo consumido com velocidade de
, qual a velocidade de consumo do
e de formação de
? (resposta:
)
| Exp |
|
|
Vel. desaparecimento de NO (mol/L.s) |
| 1 | 0,010 | 0,010 |
|
| 2 | 0,020 | 0,010 |
|
| 3 | 0,010 | 0,020 |
|
b) Qual a equação da lei e velocidade
c) Qual a constante de velocidade (resposta:
d) Qual a velocidade quando [ NO ] for
e) No instante em que o NO está sendo consumido com velocidade de
Passo 1
O enunciado pede as respostas (a) a (e) abaixo, usando os dados da tabela:
Perguntas:
(a) Determinar a ordem de reação global e as ordens individuais dos reagentes.
(b) Escrever a equação da lei de velocidade.
(c) Determinar a constante de velocidade .
(d) Calcular a velocidade quando e
.
(e) Se no instante dado está sendo consumido com velocidade
, achar a velocidade de consumo de
e a velocidade de formação de
.
(a) Determinar a ordem de reação global e as ordens individuais dos reagentes.
(b) Escrever a equação da lei de velocidade.
(c) Determinar a constante de velocidade
(d) Calcular a velocidade quando
(e) Se no instante dado
Dados extraídos da tabela (peguei estes números da tabela do enunciado):
- Experimento 1:
, , velocidade de desaparecimento de NO . - Experimento 2:
, , velocidade de desaparecimento de NO . - Experimento 3:
, , velocidade de desaparecimento de NO .
Observação (importante para resolver): as velocidades reportadas são de desaparecimento de
, ou seja
.
Passo 2
Assumimos a forma geral da lei de velocidade para esta reação:
Explicando a fórmula (aula rápida):
-
é a velocidade observada (aqui, o desaparecimento de : ). -
é a constante de velocidade (depende de temperatura). -
e são as ordens parciais em relação a e , respectivamente. Essas ordens são números que indicam como a velocidade varia quando se muda cada concentração; podem ser inteiros ou não, e precisam ser determinados experimentalmente.
Método prático para achare : comparar duas experiências onde só uma concentração muda, dividir as velocidades e eliminar e a concentração que não mudou.
Passo 3
Determinar
(ordem em
) comparando Experimento 1 e Experimento 2 (a concentração de
é a mesma,
).
Formamos a razão
Substituindo os números (peguei os números dos experimentos 1 e 2):
A razão das concentrações de NO é
Logo
Interpretação: a velocidade varia com o quadrado da concentração de
.
Passo 4
Determinar
(ordem em
) comparando Experimento 1 e Experimento 3 (a concentração de
é a mesma,
).
Razão:
Substituindo os números (peguei dos experimentos 1 e 3):
Portanto
Interpretação: a velocidade é diretamente proporcional à concentração de
.
Passo 5
Ordem global da reação = soma das ordens parciais:
Passo 6
Escrever a lei de velocidade com os expoentes encontrados:
Aqui
é o desaparecimento de
:
.
Passo 7
Determinar a constante
. Usamos os dados do Experimento 1 para calcular
(qualquer experimento dá o mesmo valor se os dados forem consistentes).
A partir de
substituindo (peguei os números do experimento 1):
Escrevendo em notação científica:
Unidades de
: fazemos análise dimensional. A unidade de
é
. O termo
tem unidade
. Logo
Portanto
Passo 8
Calcular a velocidade para
e
, usando
.
Primeiro calcular
:
Multiplicar por
:
Multiplicar por
:
Arredondando de forma coerente com os dados:
Passo 9
Relacionar velocidades entre reagentes e produtos pela estequiometria. A equação balanceada da reação considerada (a mais habitual para NO e O2 formando NO2) é:
Regra geral: para a reação
define-se a velocidade
normalizada por coeficiente tal que
Aplicando ao caso
:
Se foi dado que
, então a velocidade normalizada é
Daí:
- velocidade de consumo de
(que tem coeficiente 1) é
- velocidade de formação de
(coeficiente 2) é
Observação final: note que a velocidade de formação de
fica igual à velocidade de desaparecimento de
neste caso específico porque ambos têm coeficiente 2.
Resposta
(a) Ordem individual:
de ordem
;
de ordem
. Ordem global
.
(b) Lei de velocidade: .
(c) .
(d) .
(e) .
(b) Lei de velocidade:
(c)
(d)
(e)