Descreva detalhadamente, apresentando as devidas deduções, as leis de velocidade para os mecanismos dissociativo e associativo. Discuta as principais diferenças entre esses mecanismos.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente descrever detalhadamente as leis de velocidade para os mecanismos dissociativo e associativo, fazendo as deduções necessárias, e também discutir as principais diferenças entre esses mecanismos. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são esses mecanismos, como derivar suas leis de velocidade e comparar como eles funcionam de maneira diferente.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o mecanismo dissociativo. Esse tipo de mecanismo ocorre quando uma molécula reage e se divide em dois ou mais intermediários antes de formar o produto final. Um exemplo clássico é a reação de dissociação de uma molécula de dinitrogênio tetroxido ( N2O4) em dois monóxido de nitrogênio ( NO2).
A equação geral para um mecanismo dissociativo pode ser representada assim:
AB A + B
Onde $ AB $ é a molécula que se dissocia em $ A $ e $ B $.

Passo 3

Agora, vamos derivar a lei de velocidade para o mecanismo dissociativo. A lei de velocidade relaciona a velocidade de uma reação com as concentrações dos reagentes elevados a certos expoentes (ordens da reação).
Considerando a reação:
AB A + B
A taxa de formação de $ A $ é proporcional à concentração de $ AB $:
A
Onde $ k $ é a constante de velocidade.
Isso significa que a reação tem uma ordem de reação primeira em relação a $ AB $, ou seja, a velocidade depende linearmente da concentração de $ AB $.

Passo 4

Agora, vamos falar sobre o mecanismo associativo. Nesse caso, duas moléculas ou íons se combinam para formar um intermediário antes de formar o produto final. Um exemplo é a reação entre íons hidroxônio ( H3O^+) e cloreto ( Cl^-) para formar água e ácido clorídrico:
H3O^+ + Cl^- H2O + HCl
A equação geral para um mecanismo associativo pode ser representada assim:
A + B AB

Passo 5

Vamos derivar a lei de velocidade para o mecanismo associativo. Considerando a reação:
A + B AB
A taxa de formação de $ AB $ é proporcional às concentrações de $ A $ e $ B $:
AB
Isso indica que a reação é de segunda ordem, sendo primeira ordem em $ A $ e primeira ordem em $ B $. A velocidade depende do produto das concentrações de $ A $ e $ B $.

Passo 6

Agora que temos as leis de velocidade para ambos os mecanismos, vamos discutir as principais diferenças entre eles:
  1. Mecanismo de Reação:
    • Dissociativo: Envolve a quebra de uma molécula em partes menores antes de formar o produto.
    • Associativo: Envolve a combinação de duas ou mais espécies para formar um intermediário.
  2. Ordem da Reação:
    • Dissociativo: Geralmente de primeira ordem, dependente de uma única concentração de reagente.
    • Associativo: Geralmente de segunda ordem, dependente das concentrações de dois reagentes.
  3. Intermediários:
    • Dissociativo: Forma intermediários ao se dividir.
    • Associativo: Forma intermediários ao se unir.
  4. Dependência de Concentração:
    • Dissociativo: A velocidade da reação depende apenas da concentração do reagente que está se dissociando.
    • Associativo: A velocidade depende das concentrações de ambos os reagentes que estão se associando.

Resposta

Então, resumindo, no mecanismo dissociativo, uma molécula se divide em partes menores e a velocidade da reação é proporcional à concentração dessa molécula ($ velocidade = k[AB] velocidade = k[AB] áéáçãçõé velocidade = k[A][B] $), sendo de segunda ordem. As principais diferenças estão no modo como os reagentes interagem e na ordem das reações resultantes.

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