1. As reações gerais e lei cinética de velocidade para diferentes reações são representadas a seguir. Qual dos seguintes itens representa um passo elementar?
    a) 2 \mathrm{~A} \rightarrow \mathrm{P} \quad \mathrm{v}=\mathrm{k}[\mathrm{A}]
    b) \mathrm{A}+\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{P} \quad \mathrm{v}=\mathrm{k}[\mathrm{A}][\mathrm{B}]
    c) \mathrm{A}+2 \mathrm{~B} \rightarrow \mathrm{P} \quad \mathrm{v}=\mathrm{k}[\mathrm{A}]^{2}
    d) \mathrm{A}+\mathrm{B}+\mathrm{C} \rightarrow \mathrm{P} \quad \mathrm{v}=\mathrm{k}[\mathrm{A}][\mathrm{C}]
    e) \mathrm{A}+2 \mathrm{~B} \rightarrow \mathrm{P} \quad \mathrm{v}=\mathrm{k}[\mathrm{A}][\mathrm{B}]

Passo 1

O enunciado dá várias reações gerais com suas respectivas leis de velocidade e pede para identificar qual delas pode ser um passo elementar. Em cinética química, um passo elementar tem a lei de velocidade diretamente ligada à estequiometria da reação, ou seja,
v = k \prod_i[\text{Reagente}_i]^{\nu_i}
onde \nu_i é o coeficiente estequiométrico do reagente na reação elementar.

Passo 2

Para cada reação, comparamos a estequiometria com a lei de velocidade proposta:
– Reação (a):
2A \to P,\quad v = k[A]
Para um passo elementar bimolecular em A, a lei seria
v = k[A]^2,
mas foi dada v = k[A]. Logo, não bate.

Passo 3

– Reação (b):
A + B \to P,\quad v = k[A][B]
Aqui são dois reagentes distintos em reação bimolecular e a lei de velocidade proposta é
v = k[A]^1[B]^1,
que coincide exatamente com os coeficientes estequiométricos 1 e 1. Portanto, (b) é compatível com um passo elementar.

Passo 4

– Reação (c):
A + 2B \to P,\quad v = k[A]^2
Como a estequiometria é 1 de A e 2 de B, a lei deveria ser
v = k[A]^1[B]^2,
mas foi dada v = k[A]^2. Não é elemento.

Passo 5

– Reação (d):
A + B + C \to P,\quad v = k[A][C]
Aqui a estequiometria pede
v = k[A]^1[B]^1[C]^1,
porém a lei não depende de [B]. Então também não é passo elementar.

Passo 6

– Reação (e):
A + 2B \to P,\quad v = k[A][B]
À semelhança da (c), a lei deveria ser
v = k[A]^1[B]^2,
mas é apenas k[A][B]. Logo, não é elementar.

Resposta

(b)

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