A decomposição do ozônio
ocorre através do seguinte mecanismo:
Onde Mé uma molécula que pode trocar energia com a molécula de ozônio reagente através de colisão, mas
por si só não reage.
a) Use o mecanismo proposto para obter a lei de velocidade para
assumindo que o intermediário
pode ser tratado através da aproximação do estado estacionário.
b) Considerando o mecanismo proposto e a lei de velocidade que você obteve no item anterior, explique o que acontece com essa lei quando: i)
ii)
a) Use o mecanismo proposto para obter a lei de velocidade para
b) Considerando o mecanismo proposto e a lei de velocidade que você obteve no item anterior, explique o que acontece com essa lei quando: i)
Passo 1
O mecanismo proposto é
Queremos a lei de velocidade para
usando a aproximação do estado estacionário para o intermediário
.
Passo 2
Escrevemos o balanço de formação e remoção de
e impomos
:
- Formação de
pela etapa ( ) direta: . - Consumo de
pela etapa ( ) reversa: . - Consumo de
pela etapa ( ): .
Portanto
Passo 3
Da equação acima isolamos
:
Passo 4
Agora escrevemos
somando o consumo em (
) e em (
), lembrando que a reversa de (
) regenera
:
Mas da condição de estado estacionário temos
. Substituindo, vê-se que
Passo 5
Finalmente substituímos
obtido no passo
:
Passo 6
Analisando limites:
i) Se
, então
e o denominador fica
. Assim
ou seja, a reação mostra cinética de segunda ordem em
(e independente de
).
Resposta
ii) Se
, então
e o denominador fica
. Assim
ou seja, primeira ordem em
e primeira ordem em
, controlada pela etapa de ativação (
).