Tgre 13.3A Ao dobrarmos a concentração de NO ,a velocidade da reação
,
aumenta 4 vezes.Ao dobrarmos as concentrações de NO e de
,a velocidade aumen-
§ vezes.Quais são(a)a ordem dos reagentes,(b)a ordem total da reação e(c)as unidades de h,se a velocidade for expressa em mols por litro por segundo?
[Resposta:(a)Segunda ordem em NO,primeira ordem em
;
[Resposta:(a)Segunda ordem em NO,primeira ordem em
Passo 1
O enunciado dá a seguinte reação e pede três coisas:
Informações fornecidas:
- Ao dobrarmos a concentração de
(mantendo constante), a velocidade aumenta 4 vezes. - Ao dobrarmos as concentrações de
e de simultaneamente, a velocidade aumenta 8 vezes.
Perguntas do enunciado:
(a) Qual a ordem da reação em relação ae em relação a ?
(b) Qual a ordem total da reação?
(c) Quais as unidades da constante de velocidade, se a velocidade é expressa em mols por litro por segundo?
Passo 2
Vamos escrever a lei de velocidade geral e explicar o que cada termo significa. Para esta reação, a forma mais geral da lei de velocidade (quando é controlada pelas concentrações dos reagentes) é:
Explicando cada símbolo:
-
é a velocidade da reação (taxa), com unidades dadas como . -
é a constante de velocidade (unidades dependem da ordem da reação). -
e são as concentrações dos reagentes (unidades ). -
é a ordem da reação em relação a (expoente desconhecido). -
é a ordem da reação em relação a (expoente desconhecido).
Como usar dados experimentais para encontrar
e
: se só alteramos
e mantemos
constante, a razão entre velocidades antes e depois de alterar
é
Esse é o princípio que vamos aplicar.
Passo 3
Determinar
(ordem em relação a
) usando a primeira observação. Ao dobrar
(ou seja,
) com
constante, a velocidade ficou 4 vezes maior (ou seja,
). Substituindo na relação:
Agora resolvemos para
. Como
, segue que
Interpretação: a reação é de segunda ordem em relação a
.
Passo 4
Determinar
(ordem em relação a
) usando a segunda observação. Ao dobrar simultaneamente
e
(ou seja, cada razão é
), a razão das velocidades é:
Pelo dado experimental essa razão vale 8, então
Sabemos de Passo 3 que
, logo
Como
, temos
, portanto
Interpretação: a reação é de primeira ordem em relação a
.
Passo 5
Determinar a ordem total da reação. A ordem total é a soma das ordens em cada reagente:
Ou seja, é uma reação de terceira ordem no total.
Passo 6
Agora vamos encontrar as unidades da constante
. Regra: as unidades de
são tais que a unidade do lado direito da lei de velocidade seja igual à unidade de
, que é
. Usando a lei com
e
:
Substituímos unidades de concentração
:
o denominador de será
.
Assim,
o denominador de
Assim,
Fazendo a divisão de potências:
Forma mais comum de escrever:
Resposta
(a) Segunda ordem em
, primeira ordem em
(b) Ordem total
(c) Unidades de :
(b) Ordem total
(c) Unidades de