Assinale a alternativa incorreta e justifique:
a velocidade de uma reação em fase gasosa depende da energia com que as duas moléculas colidem, que por sua vez, depende das suas velocidades.
a velocidade de uma reação em fase gasosa depende da energia com que as duas moléculas colidem, que por sua vez, depende das suas velocidades.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz assim: “Assinale a alternativa incorreta e justifique: a velocidade de uma reação em fase gasosa depende da energia com que as duas moléculas colidem, que por sua vez, depende das suas velocidades.”
Conteúdo: cinética química – mais especificamente a teoria das colisões e a equação de Arrhenius.
O que vamos precisar:
Conteúdo: cinética química – mais especificamente a teoria das colisões e a equação de Arrhenius.
O que vamos precisar:
- Entender distribuição de velocidades (Maxwell–Boltzmann)
- Saber o conceito de energia de ativação e como ela aparece na equação de Arrhenius
- Conhecer o fator de orientação
Passo 2
Primeiro, lembra da distribuição de Maxwell–Boltzmann? Ela mostra quantas moléculas têm certa velocidade (e, portanto, certa energia cinética). Quanto mais quente o gás, mais moléculas têm energia suficiente para superar a barreira de ativação.
Na prática, a gente diz que a taxa (constante cinética) é
onde:
-
é a energia de ativação (barreira mínima) -
é a temperatura -
é a constante dos gases -
é o fator pré-exponencial, que reúne frequência de colisões e orientação
Passo 3
Até aí, a afirmação do enunciado parece certa: a velocidade da reação depende da energia de colisão (que depende das velocidades das moléculas).
Mas… cadê o fator de orientação? Segundo a teoria das colisões, nem toda colisão “energética” gera reação – as moléculas têm de se chocar do jeito certo (pense em dois bastões que só reagem se baterem ponta com ponta).
Mas… cadê o fator de orientação? Segundo a teoria das colisões, nem toda colisão “energética” gera reação – as moléculas têm de se chocar do jeito certo (pense em dois bastões que só reagem se baterem ponta com ponta).
Esse detalhe está embutido em
, que normalmente escrevemos como
onde
-
é a frequência total de colisões (depende das velocidades e concentrações) -
é o fator de orientação (fração das colisões com geometria favorável)
Passo 4
Então a frase “a velocidade de reação depende da energia de colisão” está incompleta: ela falha em mencionar que também precisa da orientação certa. Como a orientação não foi citada, a alternativa é incorreta.
Resposta
A alternativa está incorreta porque, além da energia de colisão (dependente das velocidades), a condição geométrica de aproximação das moléculas (fator de orientação) também é fundamental para que a reação ocorra.