¿Escribir la ley de velocidad para esta reacción y dar el valor numérico de la constante de velocidad?

El indicador del ley de tasas en general solo relaciona la tasa #r(t)# con la tasa constante #k# y la concentración #[Y]# de reactivo #Y# y #[Z]# de reactivo #Z#:

#r(t) = k[Y]^m[Z]^n#

where #m# is the order of reactant #Y# and #n# is the order of reactant #Z#. We do not know #m# or #n# yet, so we must find those to finish writing the rate law.

ORDENES DE LEY DE TARIFAS Y LEY DE TARIFAS

Para hacernos la vida más fácil, establezcamos #[Z]# como una constante en la ley de tasas. De esa manera, cuando #[Y]# cambios, sabemos que debe influir #r(t)#. Por lo tanto, nos centramos en experimentos 1 y 2 y el cambio en la inicial #Y# concentración en relación con el cambio en la tasa inicial:

#r_(i,1)(t) = k[Y]_(i,1)^m[Z]_(i,1)^n#
#r_(i,2)(t) = k[Y]_(i,2)^m[Z]_(i,2)^n#

Pero desde #[Z]# es constante #[Z]_(i,2) = [Z]_(i,1)#.

#(r_(i,2)(t))/(r_(i,1)(t)) = (cancel(k)[Y]_(i,2)^mcancel([Z]_(i,2)^n))/(cancel(k)[Y]_(i,1)^mcancel([Z]_(i,1)^n))#

#(r_(i,2)(t))/(r_(i,1)(t)) = ([Y]_(i,2)^m)/[Y]_(i,1)^m#

#(1.6xx10^(-4))/(4.0xx10^(-5)) = ("0.200 M"/"0.100 M")^m#

Si haces los cálculos, obtendrás una comparación:

#4 = 2^m#

Por lo tanto, #color(green)(m = 2)# y #Y# is segundo orden, o la reacción es "de segundo orden con respecto a #Y#".

Para las #Z#, nosotros fijamos #[Y]# constante y sigue el mismo proceso, comparando experimentos 1 y 3tal que #[Y]_(i,1) = [Y]_(i,3)#:

#(r_(i,3)(t))/(r_(i,1)(t)) = ([Z]_(i,3)^n)/[Z]_(i,1)^n#

#(8.0xx10^(-5))/(4.0xx10^(-5)) = ("0.200 M"/"0.100 M")^m#

Si haces los cálculos, obtendrás una comparación:

#2 = 2^m#

Por lo tanto, #color(green)(n = 1)# y #Z# is primer orden, o la reacción es "primer orden con respecto a #Z#".

Por lo tanto, la ley de tasa general es:

#color(blue)(r(t) = k[Y]^2[Z])#

TARIFA CONSTANTE

El indicador del tarifa constante is específico a la reacción, no al experimento. Eso significa que podemos elegir cualquier tasa de cualquier prueba y encuentre la velocidad constante para toda la reacción.

#r_(i,1)(t) = k_1[Y]_(i,1)^2[Z]_(i,1)#

#4.0xx10^(-5) = k_1("0.100 M")^2("0.100 M")#

#=> color(blue)(k_1) = (4.0xx10^(-5) "M/s")/(("0.100 M")^2("0.100 M"))#

#= color(blue)("0.04 M"^(-2)cdot"s"^(-1))#

Para probar que #k# es lo mismo para cualquier prueba elegida de la misma reacción ...

#r_(i,2)(t) = k_2[Y]_(i,2)^2[Z]_(i,2)#

#1.6xx10^(-4) = k_2("0.200 M")^2("0.100 M")#

#=> color(blue)(k_2) = (1.6xx10^(-4) "M/s")/(("0.200 M")^2("0.100 M"))#

#= color(blue)("0.04 M"^(-2)cdot"s"^(-1))#

Por lo tanto, #k_1 = k_2# y la constante de velocidad es la misma para cualquier prueba que elijamos, ya que es simplemente la misma reacción en una prueba diferente.


En este punto, debería poder resolver el problema usted mismo. Una vez que tenga la velocidad constante, puede usar sus concentraciones dadas en la última parte del problema para encontrar la velocidad inicial de la reacción que corresponde a esas nuevas concentraciones.


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