Acredita-se que a formação de propanol sobre a superfície de um catalisador ocorra pelo seguinte mecanismo:
Sugira uma etapa limitante de velocidade e deduza uma lei de velocidade.
Passo 1
O enunciado apresenta um mecanismo de superfície com sítios catalíticos
para a hidroxilação de propileno
em propanol
. As etapas são
O objetivo é sugerir qual etapa é limitante de velocidade e deduzir a lei de velocidade global.
Passo 2
A etapa
envolve reação química entre o propileno e o oxigênio adsorvido, enquanto as etapas
e
são simples equilíbrios de adsorção/dessorção. Portanto, adotamos a etapa
como a etapa limitante (RDS – rate‐determining step). A velocidade dessa etapa é
Passo 3
Para eliminar a cobertura
, usamos o pré‐equilíbrio da etapa
. Definindo a constante de equilíbrio
temos
Passo 4
Se assumirmos que a fração de sítios livres
varia pouco (cobertura baixa), podemos considerá-la aproximadamente constante e incorporá-la em uma constante global. Substituindo em
,
onde
é a constante de velocidade aparente.
Resposta
A etapa limitante é
e a lei de velocidade resultante é