A nitramida (O2NNH2) se decompõe em água de acordo com a reação

O 2 N N H 2 a q → N 2 O g + H 2 O l

E a lei de velocidade do processo, que depende de H + , é dada por v = k o b s O 2 N N H 2 H +

Obtenha a lei de velocidade para o mecanismo proposto abaixo e determine se ela está de acordo com a lei experimental.

Passo 1

Fala aí, galera!!! A primeira coisa importante que precisamos lembrar é que a etapa lenta que determina a velocidade de reação do processo, então necessariamente

v = k 2 O 2 N N H -

Mas olha o trem que isso é, tá ligado que essa concentração aí é do nosso intermediário, então a gente vai ter que fazer umas mudanças nisso aí porque medir concentração de intermediário é o caos na terra hehe

Passo 2

Pra gente fazer essa substituição, vamos precisar escrever a taxa de formação/deformação, ou seja, devemos levar em consideração a reação que gera esse intermediário e a reação que consome esse intermediário.

a c u m u l o = g e r a d o - c o n s u m i d o

A geração é dada pela constante k1, referente à primeira equação em que o O 2 N N H - é formado

Enquanto o consumo é dado pela reação inversa a que o O 2 N N H - é formado (k-1), ou seja a inversa da reação acima. E o consumo também é formado pela própria reação de consumo k2:

A taxa de formação/deformação então fica:

d O 2 N N H - d t = k 1 O 2 N N H 2 - k - 1 O 2 N N H - H + - k 2 O 2 N N H -

No equilíbrio, a gente tem que as velocidades de formação/deformação são iguais, isso implica dizer pra gente que d O 2 N N H - d t = 0

Passo 3

Com isso, chegamos na conclusão de que:

O 2 N N H - = k 1 O 2 N N H 2 H + k 2 + k - 1

Agora a gente pode voltar lá na equação do passo 1 e substituir esse intermediário aí!!!

v = k 2 O 2 N N H -

v = k 2 k 1 O 2 N N H 2 H + k 2 + k - 1

Precisamos agora considerar que k - 1 H + ≫ k 2 , pois o enunciado disse pra gente que há uma dependência dos íons H+, logo:

v = k 2 k 1 O 2 N N H 2 k - 1 H +

Note que podemos juntar esses “k’” todos aí que apareceram como sendo um kobs no experimento, ou seja:

v ≈   k o b s O 2 N N H 2 H +

Concluímos assim que realmente os resultados experimentais suportam o mecanismo proposto.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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