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
do reagente (ou do produto) como
onde
é a constante de velocidade e
é a ordem da reação.
Passo 3
A velocidade da frente de cristalização
está proporcional à taxa de consumo da espécie em solução, ou seja,
. Como o enunciado afirma que
é constante e independe de
, isso implica que
também é constante e não varia com a concentração.
Passo 4
Para que
seja constante e não dependa de
, a única possibilidade na lei
é ter
. Nesse caso:
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.