O seguinte mecanismo foi proposto para a reação de NO com
para formar
e
:
- Mostre que as etapas elementares do mecanismo proposto somam-se para fornecer a equação balanceada para a reação.
- Escreva a lei da velocidade para cada etapa elementar nomecanismo.
- Identifique quaisquer intermediários no mecanismo.
- Se você não for capaz de detectar
entre os produtos, isso contradiz o mecanismo?
- A lei de velocidade observada é
. Se o mecanismo proposto está correto, o que podemos concluir sobre as velocidades relativas da primeira e segunda etapas?
Passo 1
O mecanismo proposto é
Somando as duas etapas e cancelando o intermediário
, obtemos
que é a equação balanceada da reação global.
Passo 2
Para cada etapa elementar aplicamos a lei de ação de massas:
onde
e
são as constantes de velocidade das etapas (1) e (2), respectivamente.
O intermediário do mecanismo é , pois ele é formado na etapa (1) e consumido na etapa (2). Não observar
entre os produtos não contradiz o mecanismo, já que intermediários podem existir em concentrações muito baixas e serem rapidamente consumidos antes de serem detectados.
O intermediário do mecanismo é
Passo 3
A lei de velocidade experimental é
Se a etapa (1) fosse a mais lenta, esperaríamos
, sem dependência em
. Como há dependência em
, concluímos que a etapa (2) é a lenta (determinante da velocidade), e a etapa (1) está em pré-equilíbrio rápida. Usando o equilíbrio da etapa (1):
então
coincidindo com a lei observada.
Resposta
- Equação global:
- Leis de velocidade elementares:
,
. - Intermediário:
. - Ausência de
detectável não contradiz o mecanismo (é consumido rapidamente). - A etapa (2) é a lenta (determinante da velocidade) e a etapa (1) está em pré-equilíbrio rápida.