Livro Teórico Vol 3 - Química-124-126

Prévia do material em texto

Química
124
Segundo a lei de Guldberg Waage, a equação da velo-
cidade, baseada na equação global (portanto, inadequada 
já que não sabemos se é a etapa lenta), seria:
v = k [A]2 · [B]3
Nesse caso, como não sabemos se reação é elementar 
e nem se a equação representada é a lenta, utilizamos 
uma tabela de variação das velocidades com as concen-
trações obtidas experimentalmente:
[A] 
mol/L
[B] mol/L V.mol/L x min
Primeira experiência 0,3 0,1 0,5
segunda experiência 0,6 0,1 1,0
terceira experiência' 0,6 0,2 4,0
Considerando a tabela experimental de variação de 
velocidade, devemos deduzir a equação da velocidade na 
qual x e y (ordens da reação) serão determinados, uma vez 
que não são necessariamente 2 e 3.
Comparando a primeira com a segunda experiência, 
conseguimos notar que a concentração de B é a mesma, 
e que a concentração de A dobrou; consequentemente, a 
velocidade também dobrou.
E comparando a segunda com a terceira experiência, 
percebemos que a concentração de A é a mesma e que a 
de B dobrou; consequentemente, a velocidade quadrupli-
cou.
Matematicamente, estabelecendo a relação entre os 
experimentos citados:
Para “x”:
v = k [A]x · [B]y
Segunda experiência: 1,0 = k [0,6]x · [0,1]y
 __________________________
Primeira experiência: 0,5 = k [0,3]x · [0,1]y
Temos: 2 = 2x logo, x= 1.
Para “y”:
v = k [A]x · [B]y
Terceira experiência: 4,0 = k [0,6]x · [0,2]y
 __________________________
Segunda experiência: 1,0 = k [0,6]x · [0,1]y
Temos: 4 = 2y 
22 = 2y logo, y= 2.
Portanto, v = k [A]1 · [B]2
Em outras palavras, é possível encontrar a ordem de 
reação dos reagentes por meio da comparação entre os 
experimentos, onde sempre observamos experimentos nos 
quais se mantenham a concentração de um reagente e 
variem a do outro, para assim verificarmos corretamente a 
influência de cada um no processo.
4. Ordem de uma reação
A ordem de uma reação é a soma dos expoentes de 
concentração que aparecem na lei experimental da velo-
cidade.
Para o exemplo anterior, onde temos como lei da ve-
locidade v = k [A]1 · [B]2, a ordem da reação será três (isto 
é, de terceira ordem), isso porque é dada por 1 + 2 = 3.
Vemos também que essa reação é de primeira ordem 
em relação ao reagente A e de segunda ordem em relação 
ao reagente B.
Aplicações práticas
1. Uma certa reação química genérica, representada pela equa-
ção abaixo:
A + 4 B → X + Y
É formada após a ocorrência de três etapas, as quais estão re-
presentadas a seguir:
Reação I: A + 2 B → C + D (etapa lenta)
Reação II: C + B → X (etapa rápida)
Reação III: D + B → Y (etapa rápida)
Qual das alternativas abaixo contém a expressão da velocidade 
para essa reação genérica?
a) v = k.[A]2.[B]1
b) v = k.[A]1.[B]2
c) v = k.[A]1.[B]1
d) v = k.[B]2
Resolução:
O exercício pede para determinarmos a expressão da velocidade 
da reação não elementar abaixo:
A + 4 B → X + Y
Como a velocidade de uma reação é determinada pela sua 
etapa lenta, para montar a expressão da velocidade, devemos 
utilizar:
A + 2 B → C + D (etapa lenta)
Nessa etapa, temos apenas o reagente A, e o seu coeficiente 
estequiométrico na equação é igual a 1. Assim, a expressão da 
velocidade será:
v = k.[A]1.[B]2
Alternativa B
2. Considere a seguinte reação a 55ºC:
(CH3)3CBr(aq) + OH-(aq) → (CH3)3COH(aq) + Br-(aq)
Experimento [(CH3)3CBr] [OH
-]
Velocidade inicial 
10-3 mol.L-1 .s-1
1 0,5 0,05 5
2 1 0,05 10
3 1 0,1 10
Experimentos sobre lei de ação das massas ou lei de velocidade 
das reações. Determine a equação da rapidez ou lei da velocida-
de dessa reação a 55ºC:
a) V = k. [(CH3)3CBr]
VOLUME 3 | Ciências da Natureza e suas tecnologias
125
b) V = k. [OH-]
c) V = k. [(CH3)3CBr] . [OH
-]
d) V = k. [(CH3)3CBr]
2 . [OH-]
e) V = k. [(CH3)3CBr] . [OH
-]2
Resolução:
De acordo com os dados fornecidos, dobrando-se (experimentos 1 e 
2) a concentração em quantidade de matéria de [(CH3)3CBr], a ve-
locidade da reação dobra, logo seu expoente é igual a 1. Por outro 
lado, dobrando-se a concentração em quantidade de matéria de [OH-] 
(experimentos 2 e 3), a velocidade da reação não é alterada. Logo a 
expressão da velocidade da reação é: V = k. [(CH3)3CBr] . [OH
-]0. 
Mas todo número elevado a zero é igual a 1. Por isso, temos:
V = k. [(CH3)3CBr] . 1
V = k. [(CH3)3CBr]
Alternativa A
Química
126
M
apeando o saber