(UFSCar-SP) A decomposição do pentóxido de dinitrogênio é representada pela equação
Foram realizados três experimentos, apresentados na tabela.
Experimento
Velocidade
I
x
4 z
II
2 z
III
z
A expressão da velocidade da reação é:
a)
b)
c)
d)
| Experimento |
|
Velocidade |
| I | x | 4 z |
| II |
|
2 z |
| III |
|
z |
a)
b)
c)
d)
Passo 1
O enunciado dá a reação
e fornece três experimentos com concentrações e velocidades:
Experimento I:
, velocidade
Experimento II: , velocidade
Experimento III: , velocidade
Experimento II:
Experimento III:
A pergunta é: qual é a expressão da velocidade da reação entre as alternativas dadas (ou seja, determinar a dependência da velocidade com a concentração de
).
Passo 2
Vamos assumir a forma geral da lei de velocidade que depende só de
:
Expliquei cada símbolo:
é a velocidade da reação (o que foi medido:
);
é a constante de velocidade (depende de temperatura, mas é a mesma em todos os experimentos aqui);
é a ordem em relação a
que precisamos encontrar. A ideia prática: comparar dois experimentos em que só a concentração muda permite eliminar
e resolver
.
Passo 3
Compare os experimentos I e II. Colocando a lei para cada um:
Forme a razão
para cancelar
:
Calcule cada lado usando os dados numéricos: pelo enunciado
. No lado direito,
. Logo
Passo 4
Resolva
. Isso implica diretamente
, porque
. Portanto a ordem em relação a
é
.
Passo 5
Façamos uma checagem rápida com os experimentos II e III para ter certeza. Pela lei:
Pelos dados,
. Assim novamente
e obtemos
. A verificação bate certinho.
Passo 6
Concluímos que a lei de velocidade é de primeira ordem em
; portanto a expressão é
Entre as alternativas dadas, corresponde à alternativa (d).
Resposta
d)