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A cinética da reação química estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que influenciam essa velocidade, como a concentração dos reagentes, a temperatura, a presença de catalisadores e a superfície de contato. A cinética permite entender como e por que as reações ocorrem a certas velocidades, fornecendo insights sobre o mecanismo da reação, ou seja, o passo a passo pelo qual os reagentes se transformam em produtos. As leis de velocidade, que expressam a relação entre a concentração dos reagentes e a taxa de reação, são fundamentais para prever o comportamento das reações em diferentes condições e são amplamente aplicadas em processos industriais e laboratoriais para otimizar a produção de produtos químicos. Laidler, K. J. (1987). Chemical Kinetics (3rd ed.). Harper & Row. Estudos cinéticos da reação 2NO + O2 →2 NO2 mostraram que quando a concentração inicial de O2 é dobrada e a concentração de NO é mantida constante, a velocidade da reação dobra; quando a concentração inicial de NO é dobrada e a de O2 é mantida constante, a velocidade inicial quadruplica. Qual será o incremento da velocidade inicial da reação quando as concentrações iniciais de O2 e de NO forem triplicadas?
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Adriano Vitor

anteontem

Respostas

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Para resolver essa questão, precisamos entender como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes, com base nas informações fornecidas. 1. Dados da questão: - Quando a concentração de O₂ é dobrada (2[O₂]) e [NO] é constante, a velocidade dobra. - Quando a concentração de NO é dobrada (2[NO]) e [O₂] é constante, a velocidade quadruplica. 2. Análise: - A relação entre a velocidade da reação e a concentração de O₂ sugere que a velocidade é diretamente proporcional a [O₂] (ou seja, a reação é de primeira ordem em relação ao O₂). - A relação entre a velocidade da reação e a concentração de NO sugere que a velocidade é proporcional ao quadrado da concentração de NO (ou seja, a reação é de segunda ordem em relação ao NO). 3. Expressão da velocidade: A velocidade da reação pode ser expressa como: \[ v = k [NO]^2 [O₂] \] onde \( k \) é a constante de velocidade. 4. Cenário proposto: - Se as concentrações iniciais de O₂ e NO forem triplicadas, temos: \[ [NO] = 3[NO]_{inicial} \quad \text{e} \quad [O₂] = 3[O₂]_{inicial} \] 5. Cálculo da nova velocidade: Substituindo na expressão da velocidade: \[ v' = k (3[NO]_{inicial})^2 (3[O₂]_{inicial}) = k \cdot 9[NO]_{inicial}^2 \cdot 3[O₂]_{inicial} = 27 k [NO]_{inicial}^2 [O₂]_{inicial} \] Portanto, a nova velocidade \( v' \) é 27 vezes a velocidade inicial \( v \). 6. Conclusão: O incremento da velocidade inicial da reação, quando as concentrações iniciais de O₂ e de NO forem triplicadas, será de 27 vezes. Portanto, a resposta correta é que a velocidade inicial da reação aumentará em 27 vezes.

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