QUESTÃO 07: O ozônio,
, na atmosfera superior da Terra, decompõe-se de acordo com a equação.
espera-se que o mecanismo de reação proceda através de uma etapa inicial rápida e reversível seguida de uma segunda etapa lenta.
Etapa 1: Rápida, reversível
Etapa 2: Lenta
(a) Qual das etapas é determinante da velocidade?
(b) Escreva a equação de velocidade para a etapa determinante da velocidade.
(a) Qual das etapas é determinante da velocidade?
(b) Escreva a equação de velocidade para a etapa determinante da velocidade.
Passo 1
O enunciado trata de cinética química e nos dá o mecanismo presumido para a decomposição de ozônio:
As etapas propostas são:
– Etapa rápida e reversível (equilíbrio):
– Etapa lenta:
Precisamos identificar a etapa determinante de velocidade e escrever a lei de velocidade baseada nela, eliminando o radical
(intermediário).
Passo 2
A etapa determinante da velocidade (RDS, rate‐determining step) é sempre a mais lenta do mecanismo. Aqui, é
Passo 3
Como é uma reação elementar, a lei de velocidade para essa etapa lenta é proporcional às concentrações dos reagentes na estequiometria elementar:
Passo 4
O radical
é intermediário, mas está em equilíbrio na etapa rápida. Logo, definimos a constante de equilíbrio dessa etapa:
Passo 5
Substituindo
na lei de velocidade elementar:
Resposta
(a) A etapa lenta (segunda) é a determinante da velocidade.
(b) A equação de velocidade global é
(b) A equação de velocidade global é