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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 14.1 - Ex. 48

48.O seguinte mecanismo foi proposto para uma reação:

E t a p a   1 =   A 2   ⟶ A + A

E t a p a   2 =   A + A + B ⟶ A 2 B

E t a p a   2 =     A 2 B   + C   ⟶ A 2 + B C

  1. Escreve a reação total. (b) Escreva a lei de velocidade de cada etapa e indique sua molecularidade. (c) Quais são os intermediários da reação? (d) Uma catalisador é uma substância que acelera a velocidade de uma reação e é regenerada no processo. Qual é catalisador nesta reação?

Passo 1

  1. Combine as três equações nas três etapas acima e cancele os mesmos compostos que aparecem nos dois lados da equação. Desta maneira, a reação geral é obtida.

    2. A 2   ⟶ A + A

      A + A + B ⟶ A 2 B

      A 2 B   + C   ⟶ A 2 + B C

      B +   C   ⟶ B C  

    Passo 2

  2. Lembrando que: A concentração em mol/L é diretamente proporcional à velocidade da reação. Essa relação entre a rapidez de uma reação e as concentrações dos reagentes é dada por uma expressão matemática que é denominada lei da velocidade da reação. A lei de velocidade de qualquer reação é dada pelo passo lento.

A primeira equação molecular é a seguinte:

A 2   ⟶ A + A

A lei da velocidade para a reação acima é a seguinte:

v r e a ç ã o = k [ A 2 ]

A segunda equação molecular é a seguinte:

A + A + B ⟶ A 2 B

A lei da velocidade para a reação acima é a seguinte:

Obs.: Como temos dois átomos de ‘A’, elevamos por 2 sua concentração.

v r e a ç ã o = k A 2 B

A terceira equação molecular é a seguinte:

A 2 B   + C   ⟶ A 2 + B C

A lei da velocidade para a reação acima é a seguinte:

v r e a ç ã o = k A s B . C

Passo 2

Molecularidade é definida como o número de moléculas que participam de uma mudança química, no caso, os reagentes.

A molecularidade da reação (etapa 1) é 1 ( A 2 ) .

A molecularidade da reação (etapa 2) é 3 ( A ,   A   e   B ) .

A molecularidade da reação (etapa 3) é 2 ( A 2 B   e   C ) .

Passo 3

  1. O intermediário:

    Um intermediário de uma reação é a forma molecular de um composto que é formado durante a interação dos reagentes para reagir com outro reagente para criar o produto. Os intermediários desaparecem no final da reação.

    As moléculas  A 2 B   e   A   aparecem no mecanismo e desaparecem na reação geral.

    Portanto, os intermediários são  A 2 B   e   A .

    Passo 5

Catalisadores:

Catalisadores participam de uma reação química sem usar; eles fornecem um novo caminho para a reação química de menor energia de ativação. Por esse novo caminho, eles aumentam a taxa de reação química.

Na reação dada,  A 2 é um catalisador que acelera a taxa de ligação BC e é regenerado no processo.

Resposta

(a)   B +   C   ⟶ B C  

(b)

v r e a ç ã o = k [ A 2 ]

v r e a ç ã o = k A 2 B

v r e a ç ã o = k A s B . C

1º Molecuridade = 1

2º Molecuridade = 3

3º Molecuridade = 2

(c) A 2 B   e   A

(d) A 2

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