A taxa de uma reação é multiplicada por 4 quando a concentra...

O tema central desta questão é a ordem de reação, que faz parte do estudo da cinética química. A cinética química analisa as velocidades das reações e os fatores que as influenciam. Para resolver questões como essa, é essencial compreender como a concentração dos reagentes afeta a taxa de reação e como isso está relacionado com a ordem da reação.

A questão informa que a taxa da reação é multiplicada por 4 quando a concentração do reagente é dobrada. Para determinar a ordem da reação, utilizamos a fórmula da taxa de reação: v = k[A]ⁿ, onde v é a taxa de reação, k é a constante de velocidade, [A] é a concentração do reagente e n é a ordem da reação.

Quando a concentração do reagente é dobrada, a nova taxa de reação (v') será v' = k(2[A])ⁿ. Sabemos que v' = 4v, então:

k(2[A])ⁿ = 4k[A]ⁿ

Dividindo ambos os lados da equação por k[A]ⁿ, temos:

2ⁿ = 4

Resolvendo essa equação, obtemos n = 2. Portanto, a ordem da reação é 2, o que corresponde à alternativa C.

Agora, vamos analisar por que as outras alternativas estão incorretas:

• A - 0,5: Se a ordem fosse 0,5, então dobrar a concentração do reagente resultaria em um aumento na taxa de reação de apenas 2^0,5 ≈ 1,41 vezes, não 4 vezes.
• B - 1,5: Uma ordem de 1,5 significaria que a taxa de reação aumentaria 2^1,5 ≈ 2,83 vezes, também não correspondendo ao quadruplo mencionado.
• D - 4: Uma ordem de 4 faria com que a taxa de reação aumentasse 2⁴ = 16 vezes, o que é muito maior do que o aumento de 4 vezes especificado na questão.

Portanto, com base na análise apresentada, a alternativa correta é C - 2.

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Lei de velocidade genérica: (-rA) = k*(CA)^a

(-rA)2 = 4*(-rA)1

(CA)2 = 2*(CA)1

Dividindo as expressões de (-rA)1 por (-rA)2, temos que:

(-rA)1/(-rA)2 = k/k * (CA)1/(CA)2. Como k é o mesmo ele é cancelado pela divisão e, substituindo o valores de (-rA)2 e (CA)2 pela relação dada no enunciado, chegamos a:

(-rA)1/(4*(-rA)1) = [(CA)1/(2*(CA)1)]^a

(1/4) = (1/2)^a

a=2

Gabarito: Letra C.