1. [CNT_x_20] De que modo um catalisador aumenta a velocidade de uma reação?

Passo 1

O enunciado pede que expliquemos de que modo um catalisador aumenta a velocidade de uma reação. O conteúdo envolvido é cinética química, em particular a dependência da constante de velocidade em relação à energia de ativação.

Passo 2

A constante de velocidade numa reação elementar obedece à equação de Arrhenius:
k = A \exp\!\Bigl(-\frac{E_a}{RT}\Bigr)
onde E_a é a energia de ativação, R a constante universal dos gases e T a temperatura.

Passo 3

O catalisador atua oferecendo uma rota alternativa para o processo de reação. Nessa rota, forma-se um intermediário cuja energia de transição é menor do que a do mecanismo não catalisado. Ao final da reação, o catalisador é regenerado e não se consome.

Passo 4

Como a energia de ativação efetiva \,E_a fica reduzida, o termo exponencial na equação de Arrhenius passa a ser menos negativo, o que aumenta a constante de velocidade k. Já que a velocidade inicial de reação é proporcional a k, a taxa de consumo de reagentes cresce significativamente, sem alterar a posição do equilíbrio químico.

Resposta

Um catalisador aumenta a velocidade de reação ao oferecer um caminho alternativo com energia de ativação menor, elevando a constante de velocidade pela equação de Arrhenius e acelerando, assim, a taxa de consumo dos reagentes.

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