A respeito do equilíbrio e cinética da reação de dissolução do nitrato de amônio, explique a:
Influência do catalisador no equilíbrio e cinética reacional;
Influência do catalisador no equilíbrio e cinética reacional;
Passo 1
Beleza, o enunciado quer que a gente fale sobre a reação de dissolução do nitrato de amônio
com ΔHₚᵣₒdᵤₜₒₛ = +6,14 kcal·mol⁻¹. A matéria envolvida é Equilíbrio Químico e Cinética Química, e o que precisamos usar é:
- O que é equilíbrio químico e como se define Kₑq
- O que é cinética (velocidade) de reação e o conceito de energia de ativação (Eₐ)
- O que faz um catalisador e como ele atua nestes dois aspectos
Passo 2
Equilíbrio Químico:
- Num sistema fechado, a reação direta (sólido → íons) e a inversa (íons → sólido) ocorrem ao mesmo tempo.
- Em equilíbrio dinâmico, as velocidades das duas reações são iguais, e as concentrações dos participantes ficam constantes.
- A constante de equilíbrio é
(atividades do sólido puro entram como 1).
Passo 3
Cinética Química:
- Define a velocidade da reação (v) como a variação de concentração por tempo.
- A cada reação a gente associa uma energia de ativação
, que é a barreira energética que reagentes têm que superar pra virar produto. - Pela equação de Arrhenius:
onde k é a constante de velocidade, A é fator pré-exponencial, R constante dos gases e T temperatura. Quanto menor
, maior k e mais rápida a reação.
Passo 4
O papel do catalisador na cinética:
- Catalisador fornece um caminho alternativo pra reação, com energia de ativação
menor. - Assim, tanto a reação de dissolução (direta) quanto a de recombinação (inversa) têm
reduzida e correm mais rápido. - Ele aumenta as constantes de velocidade
e , fazendo o sistema chegar ao equilíbrio mais depressa.
Passo 5
O papel do catalisador no equilíbrio:
- Catalisador não altera as entalpias (ΔH) nem as energias dos reagentes/produtos finais.
- Como ΔG e ΔH não mudam, a constante de equilíbrio
também não muda. - Ou seja, a posição do equilíbrio (as concentrações em equilíbrio) permanece a mesma.
Resposta
O catalisador acelera tanto a dissolução quanto a recombinação do nitrato de amônio, diminuindo a energia de ativação e fazendo o sistema atingir o equilíbrio mais rápido. Porém, ele não muda a posição do equilíbrio nem a constante
.