Como classificar as ordens de reação química usando a cinética

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As reações químicas podem ser classificadas com base em suas reações cinética, o estudo das taxas de reação.

A teoria cinética afirma que partículas minúsculas de toda a matéria estão em movimento constante e que a temperatura de uma substância depende da velocidade desse movimento. O aumento do movimento é acompanhado pelo aumento da temperatura.

A forma geral de reação é:

aA + bB → cC + dD

As reações são categorizadas como reações de ordem zero, primeira ordem, segunda ordem ou ordem mista (ordem superior).

Principais conclusões: ordens de reação em química

  • As reações químicas podem receber ordens de reação que descrevam sua cinética.
  • Os tipos de pedidos são de ordem zero, primeira ordem, segunda ordem ou ordem mista.
  • Uma reação de ordem zero prossegue a uma taxa constante. Uma taxa de reação de primeira ordem depende da concentração de um dos reagentes. Uma taxa de reação de segunda ordem é proporcional ao quadrado da concentração de um reagente ou ao produto da concentração de dois reagentes.
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Reações de ordem zero

As reações de ordem zero (onde ordem = 0) têm uma taxa constante. A taxa de uma reação de ordem zero é constante e independente da concentração de reagentes. Essa taxa é independente da concentração dos reagentes. A lei das taxas é:

taxa = k, com k tendo as unidades de M / s.

Reações de primeira ordem

Uma reação de primeira ordem (em que ordem = 1) tem uma taxa proporcional à concentração de um dos reagentes. A taxa de uma reação de primeira ordem é proporcional à concentração de um reagente. Um exemplo comum de uma reação de primeira ordem é decaimento radioativo, o processo espontâneo através do qual uma instabilidade núcleo atômico quebra em fragmentos menores e mais estáveis. A lei das taxas é:

taxa = k [A] (ou B em vez de A), com k tendo as unidades de segundo-1

Reações de segunda ordem

Uma reação de segunda ordem (em que ordem = 2) tem uma taxa proporcional à concentração do quadrado de um único reagente ou ao produto da concentração de dois reagentes. A fórmula é:

taxa = k [A]2 (ou substitua B por A ou k multiplicado pela concentração de A vezes a concentração de B), com as unidades da taxa constante M-1seg-1

Reações de ordem mista ou ordem superior

As reações de ordem mista têm uma ordem fracionária para sua taxa, como:

taxa = k [A]1/3

Fatores que afetam a taxa de reação

A cinética química prevê que a taxa de uma reação química será aumentada por fatores que aumentam a cinética energia dos reagentes (até certo ponto), levando ao aumento da probabilidade de os reagentes interagirem com cada de outros. Da mesma forma, pode-se esperar que fatores que diminuam a chance de os reagentes colidirem entre si diminuam a taxa de reação. Os principais fatores que afetam a taxa de reação são:

  • A concentração de reagentes: Uma concentração mais alta de reagentes leva a mais colisões por unidade de tempo, o que leva a um aumento da taxa de reação (exceto para reações de ordem zero).
  • Temperatura: Geralmente, um aumento de temperatura é acompanhado por um aumento na taxa de reação.
  • A presença de catalisadores: Catalisadores (como enzimas) diminuem a energia de ativação de uma reação química e aumentam a taxa de uma reação química sem serem consumidos no processo.
  • O estado físico dos reagentes: Os reagentes na mesma fase podem entrar em contato por ação térmica, mas a área superficial e a agitação afetam as reações entre os reagentes em diferentes fases.
  • Pressão: Para reações envolvendo gases, o aumento da pressão aumenta as colisões entre os reagentes, aumentando a taxa de reação.

Embora a cinética química possa prever a taxa de uma reação química, ela não determina em que medida a reação ocorre.

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