Sob quais condições este mecanismo leva à lei de velocidade observada? Expresse kobs em termos das constantes de velocidade das etapas individuais do mecanismo.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que na reação
2H2(g)+2NO(g)xrightarrowkrm obsN2(g)+2H2O(g)
a velocidade observada é d[N2]dt=krm obs[H2][NO]^2,
Ele propõe um mecanismo em duas etapas com um intermediário :
(constantes e )
.
O que a gente precisa: usar cinética de mecanismo com intermediário, aplicar aproximação de estado estacionário (ou pré-equilíbrio) no , e achar em função de .
Passo 2
Vamos escrever as velocidades de formação e consumo do intermediário .
Formação (passo 1 direto): .
Decomposição do 1° passo (passo 1 inverso): .
Consumo no passo 2: .
Passo 3
Na aproximação de estado estacionário, a concentração de d[N2O]dt=v1^+ - v1^- - v2 = 0, é praticamente constante, ou seja
A taxa de formação de d[N2]dt=v2 = k2,[H2],[N2O] = k2,[H2];k1,[NO]^2k-1+k2 = underbracek1,k2,k-1+k2,krm obs,[H2][NO]^2, é do passo 2:
Resposta
O mecanismo leva à lei de velocidade observada quando aplicamos a aproximação de estado estacionário para o intermediário krm obs=k1,k2,k-1+k2,, .
Assim,
Em particular, se (pré-equilíbrio no passo 1), então .