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Determinação das Leis de Velocidade e da Ordem de Reação

Visão Geral

Fonte: Laboratório do Dr. Neal Abrams — SUNY College of Environmental Science and Forestry

Todas as reações químicas têm uma taxa específica que define o progresso dos reagentes indo aos produtos. Essa taxa pode ser influenciada pela temperatura, concentração e as propriedades físicas dos reagentes. A taxa também inclui os intermediários e estados de transição que são formados, mas não são nem o reagente nem o produto. A lei de taxas define o papel de cada reagente em uma reação e pode ser usada para modelar matematicamente o tempo necessário para uma reação prosseguir. A forma geral de uma equação de taxa é mostrada abaixo:

    Equation 1

onde A e B são concentrações de diferentes espécies moleculares, m e n são ordens de reação, e k é a constante de taxa. A taxa de quase todas as reações muda ao longo do tempo à medida que os reagentes são esgotados, tornando as colisões eficazes menos propensas a ocorrer. A constante de taxa, no entanto, é fixada para qualquer reação única a uma determinada temperatura. A ordem de reação ilustra o número de espécies moleculares envolvidas em uma reação. É muito importante conhecer a lei da taxa, incluindo taxa constante e ordem de reação, que só pode ser determinada experimentalmente. Neste experimento, exploraremos um método para determinar a lei da taxa e a usaremos para entender o progresso de uma reação química.

Procedimento

1. Preparação de H2O2 Diluições

  1. Estoque 3% de peróxido de hidrogênio tem uma concentração de 0,882 M. Prepare 5 diluições que variam de 0,882 M a 0,176 M(Tabela 1). Prepare essas soluções volumosamente, mas prepare-as aditivamente, pois o soluto é muito diluído e os volumes de água são aditivos.
  2. Coloque as soluções em um banho de água de temperatura constante ou deixe-as na parte superior do banco para equilibrar à temperatura ambiente. Uma faixa de temperatura d

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Resultados

Dados de evolução do oxigênio e taxas iniciais

Figure 2
Figura 1. Dados de pressão versus tempo para cada ensaio em temperatura constante. A inclinação é equivalente à taxa instantânea da reação.

Ordem de Reação

  1. Os dados de cinco ensaios e gráficos com inclinação estão ...

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Aplicação e Resumo

Embora a determinação das variáveis da lei de taxas possa ser envolvida matematicamente, os métodos são realmente bastante simples. Desde que o desaparecimento de um reagente ou aparência de um produto possa ser medido, parcelas de taxa podem ser usadas para calcular a taxa constante. Uma extensão deste método é frequentemente usada para determinar a energia de ativação de uma reação, Ea, medindo a taxa e calculando a constante taxa a uma variedade de temperaturas. Este método envolve o uso da eq...

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Referências

  1. Method adapted from Vetter, T. A., Colombo, D. P. Jr. Kinetics of Platinum-Catalyzed Decomposition of Hydrogen Peroxide, J. Chem. Ed. 80 (7), 788-798 (2003).
  2. David R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics. Boca Raton, Florida: CRC Press (2005).

Tags

Rate LawsOrder Of ReactionKineticsThermodynamicsReaction RateEquilibriumRate Law EquationReaction Rate ConstantConcentration Of ReactantsReaction OrderStoichiometric CoefficientsReaction Mechanism

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Overview

1:00

Principles of the Kinetic Rate Law

4:18

Measuring Oxygen Evolution

6:18

Data Analysis

8:42

Applications

10:25

Summary

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