- [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:
onde
é a energia de ativação,
a constante universal dos gases e
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
fica reduzida, o termo exponencial na equação de Arrhenius passa a ser menos negativo, o que aumenta a constante de velocidade
. Já que a velocidade inicial de reação é proporcional a
, 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.