O fosgênio, COClX2,\ce{COCl2}, é um gás altamente tóxico usado na síntese de muitos compostos orgânicos.

Deseja-se estudar a cinética da reação de síntese do fosgênio: CO(g)+ClX2(g)COClX2(g) \ce{ CO(g) + Cl2(g) -> COCl2(g) } Foram conduzidos quatro experimentos para descobrir como a taxa inicial de formação de COClX2\ce{COCl2} varia quando as concentrações dos reagentes variam.

Expt. [CO]/molL\ce{[CO]}/\pu{mol//L} [ClX2]/molL\ce{[Cl2]}/\pu{mol//L} vCOClX2/mMsv_{\ce{COCl2}}/\pu{mM//s}
10,12\pu{0,12}0,20\pu{0,20}0,121\pu{0,121}
20,24\pu{0,24}0,20\pu{0,20}0,242\pu{0,242}
30,24\pu{0,24}0,40\pu{0,40}0,682\pu{0,682}
  1. Determine a lei de velocidade da reação.

  2. Determine a constante de velocidade da reação.

Gabarito 2H.11

A ideia é comparar experimentos em que a quantidade de apenas um dos reagentes varia. Comparando o experimento 1 e 2 vemos que ao multiplicar a concentração de CO\ce{CO} por 22 a velocidade da reação fica multiplicada por 212^{{\color{red}1}} então a reação é de ordem 1 em relação ao CO\ce{CO}. Comparando o experimento 2 e 3 vemos que ao multiplicar a concentração de ClX2\ce{Cl2} por 22 a velocidade da reação fica multiplicada por 3111=2log23111\frac{31}{11} = 2^{{\color{red}\log_{2} \frac{31}{11}}} onde log2311132\log_{2} \frac{31}{11} \approx \frac{3}{2} então a reação é de ordem 32\frac{3}{2} em relação ao ClX2\ce{Cl2} então a lei de velocidade é dada por: vCOClX2=k[CO][ClX2]3/2\boxed{v_{\ce{COCl2}}=k[\ce{CO}][\ce{Cl2}]^{3/2}} Cálculo da constante cinética a partir do experimento 1: 0,121 mMs1=k(0,12 M)(0,2 M)3/2\pu{0,121 mM s-1} =k(\pu{0,12 M})(\pu{0,2 M})^{3/2} k=11 mM32s1  \boxed{k = \pu{11 mM^{-\frac{3}{2}} s-1 }}