Quando compostos iônicos se cristalizam a partir de uma solução supersaturada, a frente de cristalização (isto é, a fronteira entre o sólido cristalino e a solução supersaturada) avança com uma velocidade constante através da solução, até que ela atinge os limites do sistema. Qual a ordem da lei de velocidade que descreve esse processo?

Passo 1

O enunciado diz que, em uma solução supersaturada, a frente de cristalização de um composto iônico avança com velocidade constante até atingir os limites do sistema. O conteúdo é cinética química e precisamos usar a definição de lei de velocidade e ordem de reação para descobrir qual ordem gera taxa constante.

Passo 2

Em cinética química definimos a lei de velocidade genérica para a variação da concentração C do reagente (ou do produto) como
dCdt = -k,[C]^n
onde k é a constante de velocidade e n é a ordem da reação.

Passo 3

A velocidade da frente de cristalização v está proporcional à taxa de consumo da espécie em solução, ou seja, vpropto -tfracdCdt. Como o enunciado afirma que v é constante e independe de C, isso implica que -tfracdCdt também é constante e não varia com a concentração.

Passo 4

Para que -tfracdCdt seja constante e não dependa de [C], a única possibilidade na lei dCdt=-k,[C]^n é ter n=0. Nesse caso:
dCdt=-k,[C]^0=-k
o que é a definição de reação de ordem zero, com taxa independente da concentração.

Resposta

A lei de velocidade desse processo é de ordem zero.

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