Físico-Química ⇒ Velocidade das Reações Tópico resolvido

[pandinha0005]

A velocidade de uma reação química depende de alguns fatores, dentre eles a concentração dos reagentes que interfere na rapidez de uma reação, porém a variação da concentração dos reagentes não é igual em todas as reações. A seguir propõe-se o seguinte mecanismo em duas etapas:
1ª etapa (lenta): H2(g) + 2NO(g)----- → N2O(g) + H2O (g)
2ª etapa (rápida): 2H2(g) + 2NO(g).......> N2(g) + 2H2O(g)
Equação global: 2H2(g) + 2NO(g) ----- → 2H2O(g) + N2(g)
Mantendo a temperatura constante, ao duplicar a concentração do H2(g) e reduzir à metade a concentração do NO(g), a velocidade da reação, em relação à velocidade inicial, torna-se:
a)Duas vezes maior.
b)Continua a mesma.
c)Quatro vezes maior.
d)Reduzida à metade.
e)Reduzida quatro vezes

Gostaria de saber se meu raciocínio foi correto:
Como a etapa lenta é a que sempre determina a velocidade da reação, logo, a ordem global seria 3 (H2¹ e NO²). Portanto, ao duplicar a concentração do H2 e reduzir à metade a concentração do NO, teríamos:
V2= k (2 H2)¹ (1/2 NO)² >>> V2= 1/2 V1
Dúvida: por que, ao tentar reproduzir a etapa global com as duas etapas, não consigo chegar ao mesmo resultado dado pelo exercício?

Resposta

---

D

[lmtosta]

pandinha0005,


Concordo plenamente com sua resolução do exercício!!!!!!!

Sobre sua dúvida, façamos um paralelo com uma fila de banco: enquanto o cara da frente demorar para efetuar seu pagamento no caixa eletrônico, todos atrás dele ficarão completamente parados!!!!!!!

Só depois desse cara lento concluir suas transações, a fila desenvolverá mais rapidamente e o serviço fluirá com naturalidade!!!!!!!

No entanto, EM MÉDIA, o tempo de espera na fila demorou bastante por causa da lentidão do primeiro cidadão, ou seja, a lentidão dele é que determinou a velocidade de atendimento médio!!!!!!!

Com reações químicas, a situação é parecida, com a diferença que as etapas "rápidas" de reação tendem a ser quase instantâneas e a etapa "lenta" pode demorar de poucos segundos até diversas horas, principalmente em algumas reações orgânicas!!!!!!!

Nesse sentido, em termos de reações químicas, a diferença de velocidade entre as etapas lenta e rápidas é tão significativa que a influência das etapas rápidas é considerada desprezível, o que induz à conclusão de que, para todos os fins práticos, "v(reação) = v(etapa lenta)"!!!!!!!!

Assim, quando você tenta se guiar pela combinação de etapas e pela reação global, também está considerando outras etapas diferentes da lenta, o que pode provocar distorções no resultado!!!!!!!!

Além do mais, nem todas as reações químicas e etapas de reação, lenta ou rápidas, são simples ao ponto de seguir uma lei de velocidade com comportamento ideal, com expoentes estequiométricos, como nesse caso!!!!!!!!

Existem reações químicas com estequiometria bem definida, mas com lei de velocidade dependente apenas da constante de proporcionalidade "k", ou seja, "v = k", sendo completamente independente de concentração e estequiometria!!!!!!!!

Tem reações com expoente de concentração dos reagentes completamente diferente da estequiometria da reação química!!!!!!!!

A própria reação entre hidrogênio e bromo:
H2 (g) + Br2 (g) = 2 HBr (g)

Se fores procurar em livros de ensino superior de Físico-Química, verás que a lei de velocidade da reação acima é algo bizarro e monstruoso, nada intuitivo, haja vista que toda e qualquer lei de velocidade só pode ser determinada com segurança experimentalmente, pois somente casos simples, com mecanismos simples de reação, seguem um padrão de lei de velocidade intuitivo. E o exemplo acima está longe de ser intuitivo, pois uma das concentrações inclusive aparece elevada a 1/2!!!!!!!!!

Esta é mais uma possível fonte de erro: as etapas rápidas do seu exercício podem seguir um mecanismo de reação mais complexo e trazer resultados diferente daqueles previstos pela estequiometria!!!!!!!!

Como a etapa lenta é a verdadeira determinante de velocidade, assume-se a velocidade dela como a da reação como um todo!!!!!!!

[pandinha0005]

Muito obrigada!!!!!!!