Teoria

Você lembra que a velocidade de uma reação é calculada de acordo com como a concentração de produtos/reagentes varia, né?

De uma maneira geral a velocidade de uma reação pode ser constante:

v r e a ç ã o = k

Ou ela pode depender da concentração dos reagentes e/ou produtos.

Por exemplo, vamos supor a reação:

A → B + C

Muitas vezes, quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação.

Dessa forma, pode ser que a velocidade dependa da concentração de A:

v r e a ç ã o = k . [ A ]

Mas a dependência da velocidade com a concentração de A pode ser de segunda ordem:

v r e a ç ã o = k . [ A ] ²

Ou de terceira, quarta, quinta...

E como que determinamos isso?

Experimentalmente!

Fazemos uma série de experimentos, mudando a concentração dos reagentes e medindo a velocidade.

Se encontrarmos algo como:

Percebemos que a velocidade é diretamente proporcional à concentração de A no meio.

v r e a ç ã o = k . [ A ]

Pois ao dobrar a concentração, a velocidade dobra. Ao triplicar a concentração, a velocidade triplica, e assim sucessivamente.

Podemos, ainda, calcular o valor da constante k , simplesmente dividindo a velocidade pela concentração em qualquer ponto da tabela.

k = v r e a ç ã o [ A ] = 2,00 1,00 = 3,00 1,50 = 4,00 2,00 = … = 2,00

E a unidade de k vai ser dependente das unidades de v e [ A ] . No nosso exemplo seria s - 1 .

Se os dados fossem do tipo:

Ao dobrar a concentração de A , a velocidade quadriplica. E ao triplicar a concentração, a velocidade aumenta 9 vezes. Ou seja: a relação entre v e [ A ] é quadrática! E a Lei da velocidade fica:

v r e a ç ã o = k . [ A ] ²

Onde k pode ser calculado por:

k = v r e a ç ã o [ A ] ² = 2,00 1,00 ² = 4,50 1,50 ² = … = 18,0 3,00 2 = 2,00   L . m o l - 1 . s - 1

Olha aí como a unidade da constante mudou!

Aí existe a Lei da ação das massas (Lei de Guldberg-Waage) que diz que, para uma reação do tipo:

a A + b B → c C

A lei da velocidade fica:

v = k . [ A ] a . [ B ] b

Ou seja:

A velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração molar dos reagentes elevadas aos seus respectivos expoentes.”

Mas isso só vale para reações elementares. Ou seja, quando a reação aconcentece em uma única etapa.

Muitas vezes, quando vemos a reação global, embora a gente não saiba, várias etapas ocorrem ali.

Por isso, via de regra, usamos os dados experimentais e não a lei de Guldberg pra formular a lei da velocidade de uma reação. Beleza?

Sério, especialmente se os dados estiverem tabelados.. não tenta fazer pela lei de Guldberg!

Ordem da reação

A ordem da reação é aquele numerozinho do expoente da lei da velocidade.

Aí existe a ordem em relação a determinada substância e a ordem global da reação.

Vamos ver como funciona. É bem simples.

Supondo a lei de velocidade:

v = k . N O 2 . [ O 3 ]

Então a reação é de primeira ordem em relação ao N O 2 e de primeira ordem em relação ao O 3 .

A ordem global é a soma de todas as ordens. Ou seja, será a soma dos expoentes das concentrações.

Nesse caso, a reação será de segunda ordem global.

Para o caso:

v = k . N O 2 . [ C l 2 ]

A reação é de segunda ordem em relação ao N O , de primeira ordem em relação ao C l 2 e de terceira ordem global!

Não se assuste se encontrar ordem fracionária, igual a 0 ou negativa. Tudo isso pode acontecer.

Se a ordem global for zero, a velocidade não depende da concentração de nenhum dos reagentes. Então ela é igual a uma constante!

Bora fazer uns exercícios de fixação especialmente selecionados pra você?

E como que determinamos isso?

Ordem da reação

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