Pede-se :
a- Deduzir a lei de velocidade da formação do produto, empregando a aproximação do estado estacionário.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de cinética química aqui. A gente precisa encontrar a lei de velocidade para a formação do produto usando a aproximação do estado estacionário. Para isso, vamos precisar entender as etapas da reação fornecida e aplicar alguns conceitos de cinética, como as taxas de reação e a aproximação do estado estacionário.
Passo 2
Primeiro, vamos dar uma olhada nas etapas da reação:
Br + CO xrightarrow2 Br COBr com a constante k1
COBr longrightarrow Br + CO com a constante k2
COBr + Br2 longrightarrow COBr2 + Br com a constante k3
Br + Br longrightarrow kr2 com a constante k4
Nosso objetivo é encontrar a lei de velocidade para a formação de COBr2.
Passo 3
Vamos identificar as espécies intermedárias, que são aquelas que aparecem em mais de uma etapa. Aqui, COBr e Br são intermedárias. A técnica do estado estacionário diz que a taxa de variação da concentração dessas espécies intermedárias é praticamente zero depois de um tempo inicial. Ou seja:
d[COBr]dt = 0 e d[Br]dt = 0
Passo 4
Vamos escrever as equações de balanço para as intermedárias.
Para COBr:
Formação pela etapa 1: 2k1[Br][CO]
Destruição pela etapa 2: k2[COBr]
Destruição pela etapa 3: k3[COBr][Br2]
Então:
2k1[Br][CO] = k2[COBr] + k3[COBr][Br2]
Passo 5
Para Br:
Formação pela etapa 2: k2[COBr]
Formação pela etapa 3: k3[COBr][Br2]
Formação pela etapa 4: 2k4[Br]^2
Destruição pela etapa 1: 2k1[Br][CO]
Agora, queremos resolver essas duas equações para encontrar [Br] e [COBr] em termos das concentrações das espécies reagentes. No entanto, isso pode ficar complicado, então vamos fazer uma suposição comum em mecanismos que envolvem radicais: a concentração de Br é pequena e equilibrada rapidamente.