A mistura de ácido nítrico e ácido clorídrico produz uma reação química, que resulta nos compostos voláteis, cloreto de nitrosila (NOCl) e gás cloro (
), que se desprendem como vapores e são responsáveis pela mudança da água régia (“água real, pois é capaz de dissolver o ouro”) de incolor para um castanho claro amarelado:
Parte do cloreto de nitrosila (NOCI) se decompõe em óxido nítrico (NO) e cloro
, segundo o mecanismo a seguir:
Pede-se:
a) De acordo com o mecanismo proposto determine a lei de velocidade para a formação do óxido nitroso (NO).
De acordo com a lei de velocidade obtida qual deverá ser a etapa determinante desta reação.
a) De acordo com o mecanismo proposto determine a lei de velocidade para a formação do óxido nitroso (NO).
Passo 1
O enunciado apresenta a decomposição do intermediário
segundo o mecanismo:
Queremos a lei de velocidade para a formação de
e identificar a etapa determinante (mais lenta).
Passo 2
Como as etapas (1) e (3) são rápidas e em equilíbrio, podemos escrever suas constantes de equilíbrio:
A única etapa lenta é a etapa (2), cuja velocidade é
Passo 3
Para eliminar a concentração do intermediário
, usamos o equilíbrio da etapa (1):
Substituindo em
obtém-se
Passo 4
Cada vez que ocorre a etapa (2), forma-se uma molécula de
que, pela etapa (3) em equilíbrio rápido, gera duas moléculas de
quase imediatamente. Logo, a velocidade de formação de
é
Definindo
, a lei de velocidade final fica
Passo 5
A dependência quadrática em
mostra que a etapa que determina a velocidade é a etapa (2), isto é,
Resposta
e a etapa determinante é a etapa (2):
.