Descreva de forma resumida as características das reações de primeira ordem e segunda ordem.
Passo 1
Beleza! O enunciado pede pra gente descrever de forma resumida as características das reações de primeira ordem e segunda ordem. Vamos trabalhar com cinética química, que estuda a velocidade das reações. Para isso, vamos precisar entender as leis de velocidade, as equações integradas, como gráficos dessas reações e o conceito de meia-vida.
Passo 2
Vamos começar com as reações de primeira ordem. Nessas reações, a velocidade depende de apenas a concentração de um reagente.
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Lei de velocidade: A velocidade da reação é proporcional à concentração do reagente. A equação fica assim:Onde $ k $ é a constante de velocidade e
é a concentração do reagente A. -
Equação integrada: Para encontrar como a concentração muda com o tempo, usamos:Aqui,
é a concentração inicial e $ t $ é o tempo. -
Gráfico: Se a gente plotar
contra $ t $, vai dar uma linha reta com inclinação . -
Meia-vida ($ t_{1/2} $): É o tempo que leva pra metade da concentração do reagente desaparecer. Para primeira ordem, é:Isso significa que a meia-vida é constante e não depende da concentração inicial.
Passo 3
Agora, vamos falar das reações de segunda ordem. Nelas, a velocidade pode depender da concentração de um reagente ao quadrado ou da concentração de dois reagentes diferentes.
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Lei de velocidade: Pode ser escrita de duas formas principais:Dependendo se é um reagente ou dois reagentes diferentes.
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Equação integrada: Para uma reação com um reagente, fica assim:E para dois reagentes diferentes, a equação varia conforme a estequiometria.
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Gráfico: Se a gente plotar
contra $ t $, vai dar uma linha reta com inclinação $ k $. -
Meia-vida ($ t_{1/2} $): Ao contrário da primeira ordem, a meia-vida em segunda ordem depende da concentração inicial:Isso quer dizer que quanto maior a concentração inicial, menor é o tempo para a meia-vida.
Resposta
Resumindo, reações de primeira ordem têm velocidade proporcional à concentração de um reagente, meia-vida constante e gráficos lineares quando
é plotado contra o tempo. Já as reações de segunda ordem dependem do quadrado da concentração ou de dois reagentes diferentes, têm meia-vida que varia com a concentração inicial e gráficos lineares quando
é plotado contra o tempo. Essas características ajudam a entender como as concentrações mudam durante a reação e a prever o comportamento da reação ao longo do tempo.