13.36 Um processo elementar pode ter energia de ativação negativa? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta se um processo elementar pode apresentar energia de ativação negativa. O conteúdo envolvido é cinética química, mais precisamente a lei de Arrhenius e o conceito de energia de ativação de um passo elementar.
Passo 2
Recordando a lei de Arrhenius, a constante de velocidade de um passo elementar obedece
onde
é a energia de ativação,
é a constante dos gases ideais e
a temperatura absoluta. Por definição,
sendo
a energia do complexo ativado (estado de transição) e
a energia dos reagentes.
Passo 3
Num passo elementar há sempre a formação de um estado de transição cuja energia é superior à dos reagentes. Logo,
Isto significa que o processo elementar apresenta barreira de energia e, portanto,
deve ser positiva (ou, no caso ideal de reação sem barreira, nula).
Passo 4
Valores negativos de “energia de ativação” só aparecem em velocidades efetivas de mecanismos complexos, quando há pré-equilíbrios ou efeitos de adsorção, por exemplo. Nesses casos medimos uma
aparente que reflete variações de concentração ou de energia de solvatacão com a temperatura, e não a barreira de um único passo elementar.
Resposta
Não. Um passo elementar não pode ter energia de ativação negativa, pois
representa a diferença de energia entre o estado de transição e os reagentes, sendo necessariamente positiva (ou zero, se não houver barreira).