Determine as expressões de taxa de reação para as reações elementares abaixo:
A B rightarrow C
A C rightarrow D

Passo 1

Beleza, vamos ver o que a questão está pedindo. Temos duas reações elementares e queremos determinar as expressões das taxas de reação para cada uma delas. Isso envolve entender como as concentrações dos reagentes influenciam a velocidade com que as reações acontecem. Vamos precisar usar o conceito de lei das taxas de reação, que nos ajuda a relacionar a concentração dos reagentes com a velocidade da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para a primeira reação: A B rightarrow C. Essa notação indica que A se transforma em B, e depois B pode se transformar reversivelmente em C. Em reações elementares, a taxa de reação é diretamente proporcional à concentração dos reagentes conforme a ordem da reação.

Passo 3

Para a parte direta da primeira reação, A B, a taxa de reação ( r1) depende da concentração de A. Então, podemos escrever:
r1 = k1 [A]
Aqui, k1 é a constante de taxa para a reação direta.

Passo 4

Agora, para a reação reversível B rightarrow C, temos duas taxas: uma para a transformação de B em C ( r2) e outra para a transformação reversa, de C em B ( r-2). Assim:
r2 = k2 [B]
r-2 = k-2 [C]
k2 e k-2 são as constantes de taxa para as reações direta e reversa, respectivamente.

Passo 5

Agora, vamos para a segunda reação: A C rightarrow D. De maneira similar, temos a conversão direta de A para C e a reação reversa de C para D.

Passo 6

Para a parte direta da segunda reação, A C, a taxa de reação ( r3) é:
r3 = k3 [A]
k3 é a constante de taxa dessa reação direta.

Passo 7

E para a reação reversível C rightarrow D, as taxas são:
r4 = k4 [C]
r-4 = k-4 [D]
Aqui, k4 e k-4 são as constantes de taxa para as reações direta e reversa, respectivamente.

Resposta

As expressões das taxas de reação para as reações elementares são:
  1. Para A B rightarrow C:
    r1 = k1 [A]
    r2 = k2 [B]
    r-2 = k-2 [C]
  2. Para A C rightarrow D:
    r3 = k3 [A]
    r4 = k4 [C]
    r-4 = k-4 [D]

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