IME/ITA ⇒ (ITA 2019) Cinética de Reações

[JeanFinch]

A reação de adição nucleofílica de dienos conjugados pode levar à formação de produtos 1,2-substituídos ou 1,4-substituídos, dependendo das condições de temperatura e da estrutura do reagente. A figura mostra o diagrama de energia em função da coordenada de reação para a adição de HBr a 1,3-butadieno.

coordenada da reação.jpg (19.54 KiB) Exibido 2315 vezes

Com base nessa figura, sejam feitas as seguintes afirmações:

I. O produto 1,2 deve se formar mais rapidamente que o produto 1,4.
II. O produto 1,4 é termodinamicamente mais estável que o produto 1,2.
III. Independentemente da temperatura da reação, há a formação de um intermediário comum a partir do qual os produtos são formados.
IV. Se a temperatura for suficiente para fornecer energia aos reagentes e intermediários para formar os produtos, mas não for suficiente para reverter produtos em intermediários, o produto 1,2 será formado majoritariamente.

Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)

a) apenas I e II.
b) apenas I e IV.
c) apenas II, III e IV.
d) apenas III.
e) todas.

Resposta

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Gabarito: I, II, III, IV corretas

Oi gente, se alguém puder me ajudar, eu gostaria de saber porque a afirmação I está correta; a velocidade da reação não é determinada pela etapa mais lenta? Então porque dizer que 1,2 se forma mais rapidamente que 1,4 é certo (afirmação I)?
Assim, eu sei que a velocidade é dada com base na energia de ativação ser elevada ou baixa. Mas nesse caso, o que me gera dúvida é quanto a relevância dessa segunda etapa “Rápida” de ambos os processos, os professores de química nunca explicaram exatamente por que a etapa lenta é o que importa. Na minha cabeça, se supormos que as subsequentes reações de um processo não elementar dependem do produto formado pela lenta, teoricamente a velocidade total da global depende do tempo que leva pra suceder as rápidas, mesmo que tal tempo seja ínfimo, seria incorreto descartar. Logo, por que o que define a velocidade é a etapa lenta? Não se conta o tempo gasto nas rápidas?! Se puderem me ajudar, agradeço.

[A13235378]

Olá:

Vou tentar explicar de uma maneira, mas não sei se irei conseguir responder sua dúvida.

Você quer saber por que a velocidade é definida pela etapa mais lenta nè?

Vou te dar um exemplo "tosco".

Considere uma viagem de um ponto A para o ponto B em dois momentos:

primeiro = transito normal , por isso durou cerca de 1 hora.
segundo = transito horrivel , por isso durou cerca de 10 horas.

É intuitivo afirmar que quando calculamos a velocidade media final , o fator de 1 hora quase é desprezivel. (nao quer dizer que é totalmente desprezivel)

Por isso na velocidade da reaçao , devemos considerar a etapa lenta.

Agora considere uma segunda situaçao , onde encontrou um caminho mais curto para chegar ate o ponto B (um atalho) e demorou cerca de 9 horas no segundo momento

Isso nao quer dizer essa segunda situação foi rapida , pelo contrario , foi lenta tambem, mas foi mais "rapida" que a primeira situaçao.

Essa rapidez está relacionada com a EA (energia de ativaçao). Se voce encontrar um caminho reacional que tenha menor EA , ou seja os reagentes precisam de menos energia para formar os produtos, é conveniente afirmar que essa etapa será mais rapida.

Espero ter ajudado.

[JeanFinch]

Oi mateus, td certo? Então, na verdade eu entendo isso de importar mais o caminho mais longo, mas tipo, suponhamos que a reação seja A->B->C. Se A para B forem 10 horas, B para C 5 horas, e a segunda etapa depende do B formado pela primeira, por que só importaria a mais lenta? Como no exemplo que você deu, se o caminho fosse 6 horas e depois outra parte 3,5 horas? Eu não poderia dizer q o que vale é o de 6h né?
Ah, e nessa questão do ITA justamente eu pensei como você. A afirmação I diz que uma é mais rápida que a outras, mesmo que a etapa lenta delas seja a mesma, ou seja, aqui o ita não considerou como a etapa lenta a que determina a velocidade, isso me bugou demaiss

[A13235378]

Oi mateus, td certo? Então, na verdade eu entendo isso de importar mais o caminho mais longo, mas tipo, suponhamos que a reação seja A->B->C. Se A para B forem 10 horas, B para C 5 horas, e a segunda etapa depende do B formado pela primeira, por que só importaria a mais lenta? Como no exemplo que você deu, se o caminho fosse 6 horas e depois outra parte 3,5 horas? Eu não poderia dizer q o que vale é o de 6h né?
Ah, e nessa questão do ITA justamente eu pensei como você. A afirmação I diz que uma é mais rápida que a outras, mesmo que a etapa lenta delas seja a mesma, ou seja, aqui o ita não considerou como a etapa lenta a que determina a velocidade, isso me bugou demaiss

Olha, em nenhum momento a questao afirma qual é a etapa lenta e nem podemos afirmar quantas etapas sao, assim nao podemos concluir nada. Apenas criamos dois caminhos reacionais diferentes com a adiçao de catalisador. Esse caminho novo pode ter nao apenas uma etapa , mas muitas , dependendo de cada situaçao. Todas as etapas podem ser lentas ou todas as etapas podem ser rapidas. A unica diferença é que nas duas situaçoes, aquele que tiver menor EA pode ser "mais" rapida ou "menos" lenta.

Como eu disse , as duas etapas que divergem podem ser lentas , o que diferem é a energia de ativaçao. Pela equaçao de Arrhenius , quanto menor a EA maior a constante de velocidade K , consequentemente a velocidade aumenta, ou seja o catalisador auxilia no aumento de velocidade.

Espero que tenha compreendido.

[JeanFinch]

Sim sim, concordo contigo, eu so achei que aquela primeira elevação (supostamente com a maior energia de ativação das 3 curvas existentes no gráfico) era comum a ambos os caminhos reacionais, e, portanto, seria a “mais lenta” de ambos os produtos, entende? Como se ambos tivessem de Atravessar essa etapa maior antes de chegar nas duas curvinhas menores, mas muito obrigada pela disposição!