(Vunesp) Experimentalmente, observou-se que a velocidade de formação da substância C , através da reação
, é independente da concentração de B e quadruplica quando a concentração de A é dobrada. A expressão da velocidade (
) da reação, admitindo-se que
é a velocidade específica, é:
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado dá a reação
e pede a expressão da velocidade
da formação de
, assumindo constante de velocidade
. As informações experimentais fornecidas são: (i) a velocidade é independente da concentração de
; (ii) ao dobrar a concentração de
a velocidade quadruplica. A tarefa é usar essas informações para determinar a forma correta da lei de velocidade entre as alternativas.
Passo 2
Conceito importante (explicadinho): a lei de velocidade de uma reação elementar experimentalmente observada costuma ter a forma
onde:
-
é a velocidade da reação (taxa de consumo/produção); -
é a constante de velocidade (depende de temperatura, catalisador etc.); -
é a ordem de reação em relação a (pode ser 0, 1, 2, real, etc.); -
é a ordem de reação em relação a .
Importante: os expoentese não precisam ser iguais aos coeficientes estequiométricos e ; são determinados experimentalmente. Na prova, o truque é relacionar como a velocidade muda quando a concentração de um reagente é alterada.
Passo 3
Use a informação sobre
. "A velocidade é independente da concentração de
" significa que a variação de
não altera
. Na forma geral isso ocorre quando o expoente de
é zero. Logo:
Assim a lei reduz para
Passo 4
Use a informação sobre
. Dizem que “quando a concentração de
é dobrada, a velocidade quadruplica”. Matematicamente, se substituímos
por
, a nova velocidade
satisfaz
Pelo enunciado, esse quociente é
. Então
Resolvendo, reconhecemos que
, logo
Passo 5
Substituindo os expoentes encontrados na forma reduzida da lei, obtemos a expressão da velocidade:
Vamos comparar rapidamente com as alternativas: (a) tem dependência em
— contraria a independência; (c)
daria aumento por
ao dobrar
— não bate; (d) usa
no numerador e divisões estranhas — não faz sentido com os dados; (e) não está na forma correta de lei de velocidade. Portanto a alternativa correta é a que corresponde a
.
Resposta
b)