Questão 32010
ITA 2010
(ITA - 2010 - 2ª Fase)
Considere a curva de variação da energia potencial das espécies A, B, C, D e E, envolvidas em uma reação química genérica, em função do caminho da reação, apresentada na figura a seguir. Suponha que a reação tenha sido acompanhada experimentalmente, medindo-se as concentrações de A, B e C em função do tempo.
a) Proponha um mecanismo de reação para o processo descrito na figura, indicando a reação global.
b) Indique a etapa lenta do processo e escreva a lei de velocidade da reação.
c) Baseado na sua resposta ao item b) e conhecendo as concentrações de A, B e C em função do tempo, explique como determinar a constante de velocidade desta reação.
Gabarito:
Resolução:
a) De acordo com o diagrama fornecido, a primeira reação que ocorre é a transformação de A e B em C, com menor energia de ativação, e portanto, uma reação mais rápida. Ela pode ser representada por:
A + B → C
Em seguida, C se transforma em D e E, com uma maior energia de ativação, sendo uma reação mais lenta. Essa reação pode ser representada por:
C → D + E
Nessa reação o C é um intermediário e não deve ser escrito na reação global. Para chegar na global, basta somar as etapas:
b) A etapa lenta é aquela que apresenta maior energia de ativação, sendo a reação representada pela equação C → D + E. A equação da lei de velocidade é representada por:
V = k2[C]
já que C é o único reagente nessa etapa.
c) Sabendo a concentração de A, B e C, é possível, a partir da etapa lenta afirmar que:
(equação 1)
Subtituindo a equação 1 na lei de velocidade da etapa lenta:
Sendo K2·K1 igual a Kn.
Portanto, para determinar a constante basta saber a velocidade e as concentrações.