Uma reação em solução aquosa, na qual o solvente H2 O atua como reagente, tem a lei de velocidade
velocidade =k cdot[H2 O][A]
onde A é a outra espécie reagente. Explique por que, na maioria das circunstâncias, esta reação pode ser definida em termos de uma cinética de pseudoprimeira ordem. Quais são as unidades da constante de velocidade?

Passo 1

O enunciado dá a lei de velocidade de uma reação em solução aquosa como
velocidade = k,[H2O],[A],
pede para explicar por que essa reação pode ser tratada como de pseudo-primeira ordem na prática, e quais são as unidades de k. O conteúdo envolve cinética química e análise dimensional.

Passo 2

Em meio aquoso, a concentração de água livre l[H2Or] é enorme (aprox. ,55,5:molcdotL^-1) e varia pouquíssimo durante a reação. Logo, podemos considerá-la constante. Quando numa equação de velocidade um reagente está em grande excesso e sua concentração não muda apreciavelmente, dizemos que ele gera cinética de pseudoprimeira ordem.

Passo 3

Definindo
k' = k,[H2O]l(constanter),
a lei de velocidade original
velocidade = k,[H2O],[A]
passa a ser
velocidade = k',[A],
que é formalmente uma cinética de primeira ordem em A.

Passo 4

Para achar as unidades de k, fazemos análise dimensional. A velocidade tem unidades de concentração por tempo, isto é,
[velocidade] = M,s^-1,
e a lei é
M,s^-1 = [k]timesMtimesM
Portanto
[k] = M,s^-1M^2 = M^-1,s^-1,
ou, em unidades tradicionais,
L,mol^-1,s^-1

Resposta

A reação pode ser tratada como pseudo-primeira ordem porque l[H2Or] está em grande excesso e praticamente constante, permitindo definir k'=k[H2O] e obter velocidade =k'[A].
As unidades de k são M^-1,s^-1 (ou L,mol^-1,s^-1).

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