Cinética Química

Os dados da tabela foram coletados a 540 K para a seguinte reação:
CO(g) + NO2(g) —> CO2(g) + NO(g) ]
 

Concentração Inicial (mol/L)
[CO]	[NO2]	Velocidade Inicial (mol/L • h)
5,1 x 10-4	0,35 x 10-4	3,4 x 10-8
5,1 x 10-4	0,70 x 10-4	6,8 x 10-8
5,1 x 10-4	0,18 x 10-4	1,7 x 10-8
1,0 x 10-3	0,35 x 10-4	6,8 x 10-8
1,5 x 10-3	0,35 x 10-4	10,2 x 10-8

 
Usando os dados da tabela: 

(a) Determine a ordem de reação com relação a cada reagente.
 
(b) Obtenha a equação de velocidade.
 
(c) Calcule a constante de velocidade, fornecendo a unidade correta para k.

Pelo enunciado pode-se verificar que:

[latex]CO(g) + NO_{2}(g)\rightarrow CO_{2}(g) + NO(g)[/latex]

[latex]v_{reacao}=k\cdot [CO]^{\alpha }\cdot [NO_{2}]^{\beta }[/latex]

[latex]\ln (v_{reacao})=\ln (k)+\alpha \ln [CO]+\beta \ln [NO_{2}][/latex]

A)
1) Analisando o 4º e o 5º experimento, temos:

[latex]\ln (6.8\cdot 10^{-8})=\ln (k)+\alpha \ln [1.0\cdot 10^{-3}]+\beta \ln [0.35\cdot 10^{-4}][/latex]

[latex]\ln (10.2\cdot 10^{-8})=\ln (k)+\alpha \ln [1.5\cdot 10^{-3}]+\beta \ln [0.35\cdot 10^{-4}][/latex]

[latex]\ln (\frac{10.2}{6.8})=\alpha \cdot \ln (\frac{1.5}{1.0})\rightarrow \alpha =\frac{\ln (1.5)}{\ln (1.5)}=1[/latex]

2) Analisando o 1º e o 2º experimento, temos:

[latex]\ln (3.4\cdot 10^{-8})=\ln (k)+\alpha \ln [5.1\cdot 10^{-4}]+\beta \ln [0.35\cdot 10^{-4}][/latex]

[latex]\ln (6.8\cdot 10^{-8})=\ln (k)+\alpha \ln [5.1\cdot 10^{-4}]+\beta \ln [0.70\cdot 10^{-4}][/latex]

[latex]\ln (\frac{6.8}{3.4})=\beta \cdot \ln (\frac{0.7}{0.35})\rightarrow \beta =\frac{\ln (2)}{\ln (2)}=1[/latex]

B)

A velocidade da reação é:

[latex]v_{reacao}=k\cdot [CO]\cdot [NO_{2}][/latex]

C)

Usando o 4º experimento, temos:

[latex]k=\frac{v_{reacao}}{[CO]\cdot [NO_{2}]}=\frac{6.8\cdot 10^{-8}}{(1.0\cdot 10^{-3})\cdot (0.35\cdot 10^{-4})}=\frac{0.68}{0.35}=\frac{68}{35}\simeq 1.9 \frac{L\cdot s}{mol}[/latex]