Considerando a reação catalisada por ácido, deduza a lei de velocidade.
(1)
, ambas rápidas
(2)
, lenta
(1)
(2)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para deduzir a lei de velocidade de uma reação catalisada por ácido. Isso está dentro do conteúdo de cinética química, onde a gente estuda como a velocidade das reações químicas funciona. Para resolver isso, vamos precisar entender o mecanismo da reação, identificar qual etapa é mais lenta (determinante) e como as concentrações dos reagentes influenciam na velocidade da reação.
Passo 2
Primeiro, observe o mecanismo da reação que foi fornecido:
-
Etapa Rápida (Equilíbrio):Aqui, o ácido HA se combina com íons H⁺ para formar um complexo
. Como essa etapa é rápida e está em equilíbrio, podemos usar a constante de equilíbrio para relacionar as concentrações. -
Etapa Lenta (Determinante):Essa é a etapa lenta e determina a velocidade da reação.
Passo 3
Vamos identificar a etapa que controla a velocidade da reação, que nesse caso é a etapa lenta. A lei de velocidade é baseada nessa etapa lenta.
A etapa lenta é:
A taxa dessa etapa é dada por:
Passo 4
Agora, precisamos expressar a concentração do intermediário
em termos das concentrações dos reagentes iniciais, usando a etapa de equilíbrio.
Da etapa de equilíbrio:
A constante de equilíbrio
é:
Rearranjando para encontrar
:
Passo 5
Substituímos
na expressão da taxa:
Simplificando:
Resposta
A lei de velocidade da reação é:
Exercícios relacionados
Discuta a validade da seguinte sentença: a etapa determinante da velocidade é a etapa mais lenta em um mecanismo de reação.
A constante de velocidade da decomposição de certo composto é de
a
e
a
. Estime os parâmetros de Arrhenius da reação. R.
Qual ė o volume de aliquota o aluno deve tomar para preparar 250 mL de uma soluçäo
do ácido? Quais vidrarias ele deve utilizar para realizar o preparo da soluçāo? Justifique a escolha