Defina velocidade de uma reação química a partir do grau de avanço.
Passo 1
O enunciado pede para definirmos a velocidade de uma reação química usando o grau de avanço. O conteúdo é cinética química, e vamos precisar da definição do grau de avanço
e de como ele se relaciona à variação das quantidades de reagentes e produtos.
Passo 2
Considere uma reação genérica
onde
são os coeficientes estequiométricos (negativos para reagentes, positivos para produtos) e
as espécies químicas. O grau de avanço
é definido de modo que, para uma variação infinitesimal,
em que
é o número de mols de
.
Passo 3
Como queremos a velocidade da reação, basta ver como
muda no tempo. Definimos então a velocidade reacional extensa como
Isso significa que a velocidade da reação é exatamente a taxa de variação do grau de avanço.
Passo 4
Frequentemente se usa a velocidade reacional intensiva (por unidade de volume). Se o sistema tem volume
, então
Em cada caso, as velocidades dos reagentes e produtos vêm de
Resposta
A velocidade de reação, a partir do grau de avanço
, é dada por
ou, por unidade de volume,