Leia o texto a seguir. O óxido nítrico (NO), ao ser liberado na atmosfera, em presença do oxigênio do ar, oxida-se rapidamente a NO2 ou N2O4, causando danos se inalado (principalmente ataque ácido na mucosa do pulmão pela formação de ácido nítrico). Por isso é indicada a eliminação ou diminuição drástica da concentração de NO nas emissões industriais. Uma reação de conversão do NO em produtos não tóxicos nem poluentes é dada por: 2NO(g) + 2H2(g) → N2(g) + 2H2O(g) Trata-se de uma interessante reação, porém só ocorre sob elevada temperatura (1.280 °C) e, mesmo assim, com baixas velocidades, como mostra a tabela abaixo. De acordo com os dados da tabela e a reação fornecida, a expressão de velocidade (Lei de Guldberg-Waage) para a conversão do óxido nítrico é dada por:

Considere a lei de velocidade geral:

$v = k[NO]^m[H_2]^n$

1) Determinando a ordem em relação ao NO (m): Compare os experimentos 1 e 2, mantendo $[H_2]$ constante ($2{,}0\cdot 10^{-3}$ mol/L):

• $[NO]$ dobra: de $5{,}0\cdot 10^{-3}$ para $10{,}0\cdot 10^{-3}$ (fator 2)
• A velocidade quadruplica: de $1{,}2\cdot 10^{-5}$ para $4{,}8\cdot 10^{-5}$ (fator 4)

Logo: $2^m = 4 \Rightarrow m = 2$

2) Determinando a ordem em relação ao H2 (n): Compare os experimentos 2 e 3, mantendo $[NO]$ constante ($10{,}0\cdot 10^{-3}$ mol/L):

• $[H_2]$ dobra: de $2{,}0\cdot 10^{-3}$ para $4{,}0\cdot 10^{-3}$ (fator 2)
• A velocidade dobra: de $4{,}8\cdot 10^{-5}$ para $9{,}6\cdot 10^{-5}$ (fator 2)

Então: $2^n = 2 \Rightarrow n = 1$

3) Lei de velocidade obtida pelos dados experimentais: $v = k[NO]^2[H_2]^1$

Portanto, pela cinética experimental, a expressão correta seria $v = k[NO]^2[H_2]$, que corresponde à alternativa (C).

Observação importante sobre a Lei de Guldberg-Waage: ela prevê expoentes iguais aos coeficientes estequiométricos somente se a reação for elementar. Os dados fornecidos indicam que a reação global não se comporta como elementar em relação ao $H_2$ (pois daria $n=2$, mas o experimento mostra $n=1$).