Enunciado

As reações de segunda ordem da Tabela 14.4 têm grandes variações de energia de ativação. Em um complexo ativado, as ligações dos reagentes aumentam enquanto as ligações do produto começam a se formar. Determine que ligações tem de aumentar para formar o complexo ativado em cada reação e use entalpias de ligação (Seções 2.14, 2.15 e 7.20) para explicar as diferenças de energia de ativação.

Passo 1

As reações de segunda ordem e suas energias de ativação são:

O + N 2 → N O + N                         E a = 315   k J / m o l

O H + H 2 → H 2 O + H             E a = 42   k J / m o l

2 C H 3 → C 2 H 6                                         E a = 0   k J / m o l

Passo 2

Na primeira reação, a ligação entre os átomos de nitrogênio nas moléculas de nitrogênio é prolongada, e uma ligação entre o oxigênio e o nitrogênio começa a se formar no complexo ativado. Portanto, temos que a ligação entre os átomos de nitrogênio precisa ser esticada.

Passo 3

Na segunda reação, a ligação entre os átomos de hidrogênio é prolongada e uma ligação entre o oxigênio e os hidrogênios começa a se formar no complexo ativado. Portanto, temos que a ligação entre os átomos de hidrogênio precisa ser esticada.

Passo 4

Na terceira reação, nenhuma ligação precisa ser prolongada e uma ligação entre os carbonos começa a se formar no complexo ativado.

Passo 5

A energia de ativação é a energia mínima necessária para inicia a reação. Portanto, a energia de ativação da molécula reagente tem maior entalpia de ligação.

Na primeira reação, a ligação entre os nitrogênios é quebrada e a sua entalpia média de ligação é de 932 kJ.mol-1.

Na segunda reação, a ligação entre os hidrogênios é quebrada e sua entalpia média de ligação é de 424 kJ.mol-1.

Na terceira reação, nenhuma ligação é quebrada.

Percebemos que quanto maior a energia média de ligação, maior deverá ser a energia de ativação para que haja a quebra dessa ligação.

Resposta

O + N 2 → N O + N , haverá aumento de ligação;

O H + H 2 → H 2 O + H , haverá aumento de ligação;

2 C H 3 → C 2 H 6 , não haverá aumento de ligação.

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