Exercício - Cinética

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Exercício 
Cinética Química
@prof.fagnermoura
(IME) No estudo da cinética da reação:
2 NO(g) + H2(g) → N2O(g) + H2O(g)
ocorrendo à temperatura de 700 °C, foram obtidos os dados
constantes da tabela abaixo:
Concentração Inicial (mol.L-1) Velocidade Inicial (mol.L-1.s-1)
NO H2
0,025 0,01 2,4 . 10-6
0,025 0,005 1,2 . 10-6
0,0125 0,01 0,6 . 10-6
Pede-se:
a) A ordem global da reação:
Inicialmente, é importante observar se a Lei Cinética da reação depende de NO e H2.
Comparando-se os dois primeiros testes, é possível observar que a concentração de NO é
constante de H2 varia. A variação da concentração de H2, muda a velocidade indicando que H2
participa da Lei Cinética.
Concentração Inicial (mol.L-1) Velocidade Inicial (mol.L-1.s-1)
NO H2
0,025 0,01 2,4 . 10-6
0,025 0,005 1,2 . 10-6
0,0125 0,01 0,6 . 10-6
Pede-se:
a) A ordem global da reação:
Em seguida, realizamos a mesma análise com NO. Agora, comparando o primeiro e o último
teste. Nele, a concentração de H2 é constante e a de NO varia. Nota-se que, a variação da
concentração de NO também muda a velocidade indicando que o NO também participa da Lei
Cinética.
Concentração Inicial (mol.L-1) Velocidade Inicial (mol.L-1.s-1)
NO H2
0,025 0,01 2,4 . 10-6
0,025 0,005 1,2 . 10-6
0,0125 0,01 0,6 . 10-6
Pede-se:
a) A ordem global da reação:
A Lei Cinética pode ser descrita por: v = k [NO]a . [H2]
b onde a e b são as ordens da reação que
ainda serão determinadas. Para isso, comparamos os dois primeiros testes e observamos que a
concentração de H2 cai a metade. Com isso, a velocidade também cai a metade indicando que a
ordem da reação em relação ao H2 é 1.
Concentração Inicial (mol.L-1) Velocidade Inicial (mol.L-1.s-1)
NO H2
0,025 0,01 2,4 . 10-6
0,025 0,005 1,2 . 10-6
0,0125 0,01 0,6 . 10-6
Constante ÷ 2 ÷ 2
Pede-se:
a) A ordem global da reação:
Em seguida, realizamos a mesma análise com NO. Agora, comparando o primeiro e o último
teste. Nele, a concentração de NO cai a metade e a velocidade da reação cai em ¼. Sugerindo,
que a ordem da reação em relação ao NO é 2.
Com isso, temos a seguinte Lei Cinética: v = k. [NO]2.[H2] somando a ordem da reação de cada
reagente, temos a ordem global (2+1 = 3). A ordem da reação é 3.
Concentração Inicial (mol.L-1) Velocidade Inicial (mol.L-1.s-1)
NO H2
0,025 0,01 2,4 . 10-6
0,025 0,005 1,2 . 10-6
0,0125 0,01 0,6 . 10-6
Constante÷ 2 ÷ 4
Pede-se:
b) A constante de velocidade nesta temperatura.
Para determinar a constante de velocidade, é necessário escolher um dos testes e substituir na lei
cinética. Escolhendo os dados do teste 1, temos:
v = k.[NO]2.[H2]
1
2,4.10-6 = k [25.10-3]2 . 10-2
k = 3,84.10-1 mol-2 . L2. s-1
Concentração Inicial (mol.L-1) Velocidade Inicial (mol.L-1.s-1)
NO H2
0,025 0,01 2,4 . 10-6
0,025 0,005 1,2 . 10-6
0,0125 0,01 0,6 . 10-6