Explicação das Leis de Velocidade das Reações Elementares

Explicação das Leis de Velocidade Reações Elementares Muitas reações possuem uma cinética complexa ocorrendo uma sequência de etapas denominadas reações elementares Cada reação elementar envolve um pequeno número de moléculas ou íons Uma reação elementar se caracteriza pela ausência de qualquer intermediário detectável experimentalmente Um reação típica é onde o ponto representa um elétron desemparelhado Nota em uma reação elementar as diferentes fases das substâncias não são identificadas Explicação das Leis de Velocidade Molecularidade número de moléculas que reagem em uma reação elementar Reação Unimolecular consiste em uma reação na qual uma única molécula se decompõe ou se isomeriza Reação Bimolecular consiste em uma reação na qual um par de moléculas colide sofrendo alguma modificação Reação Trimolecular Nota existe uma relação entre molecularidade e ordem de reação APENAS para as reações elementares Explicação das Leis de Velocidade Reação Unimolecular a lei de velocidade de uma reação elementar unimolecular é de primeira ordem no reagente Uma reação elementar unimolecular é de primeira ordem porque a velocidade de moléculas que se decompõem ou se isomerizam é proporcional à quantidade de moléculas disponíveis para reagir Explicação das Leis de Velocidade Reação Bimolecular a lei de velocidade de uma reação elementar bimolecular é de segunda ordem nos reagentes Uma reação bimolecular é de segunda ordem porque a velocidade da reação é proporcional à frequência das colisões moleculares que depende da quantidade de moléculas disponíveis para reagir Explicação das Leis de Velocidade Quando uma reação ocorre em uma única etapa a lei de velocidade da reação elementar coincide com a da reação global Por exemplo acreditase que a reação iodometano íon etóxido tenha uma única etapa pois Explicação das Leis de Velocidade No entanto nem sempre é isto que ocorre de modo que a lei de velocidade precisa ser determinada experimentalmente Nestes casos procurase explicar a lei de velocidade observada através do mecanismo da reação Um mecanismo é uma sequência de reações elementares que levam a lei de velocidade experimental Explicação das Leis de Velocidade Mecanismo de Reação Pode ser definido como Análise detalhada de como as ligações químicas nos reagentes se rearranjam para formar o complexo ativado Sequência específica de reações elementares que conduzem à transformação química global produtos finais Assumese que um mecanismo foi estabelecido quando se encontra uma sequência de reações elementares que explica o comportamento cinético observado Qualquer mecanismo aceitável deve ser consistente com a lei de velocidade obtida experimentalmente Explicação das Leis de Velocidade Reações Consecutivas Algumas reações avançam através de um sequência de etapas consecutivas com formação de intermediários Podese descobrir as características deste tipo de reação estabelecendo a lei de velocidade de cada substância Desconsiderando as reações inversas longe do equilíbrio Explicação das Leis de Velocidade Se a concentração inicial de A for A0 e as demais nulas Explicação das Leis de Velocidade A expressão para a formação de I é dada por tabela de integrais O que possibilita escrever a solução para a formação de P Explicação das Leis de Velocidade Deste modo temos as seguintes variações das concentrações com o tempo Explicação das Leis de Velocidade Etapa Determinante A formação do produto P é dada pela equação Explicação das Leis de Velocidade Conclusão a formação do produto P depende do menor k Observações No limite 1 diz que A à I é a etapa determinante da reação No limite 2 diz que I à P é a etapa determinante da reação Em geral a etapa determinante da reação é a etapa mais lenta à em geral a etapa determinante é a que possui a maior Ea A etapa lenta pode surgir devido à concentração baixa de um reagente importante situação em que uma barreira de ativação baixa pode corresponder a uma etapa determinante Explicação das Leis de Velocidade Explicação das Leis de Velocidade A formação do intermediário I é dada pela equação