Ano 2024#quimica#cinetica-quimica#mecanismo-de-reacao#estado-estacionario#lei-de-velocidade#Lindemann#ordem-de-reacao#constante-de-velocidade#fase2#discursiva

Sobre o tema

O mecanismo de Lindemann é um modelo clássico para reações unimoleculares em fase gasosa, explicando como a ativação por colisões e a desativação competem com a decomposição. A reação ocorre em três etapas: ativação colisional (A + A → A + A), desativação colisional (A + A → A + A) e decomposição unimolecular (A → B). A aplicação da aproximação do estado estacionário para o intermediário ativado A permite derivar a lei de velocidade. Em altíssimas pressões, a etapa de ativação se torna rápida, e a reação se torna de primeira ordem em A, com constante de velocidade aparente igual a k₁k₃/k₂. Esse modelo é fundamental para entender a dependência da ordem de reação com a pressão.

Tópicos relacionados

Mecanismo de Lindemann
Aproximação do estado estacionário
Dependência da ordem com a pressão
Constante de velocidade efetiva
Cinética unimolecular

Enunciado

Uma molecula A em fase gasosa esta sujeita a processos reacionais envolvendo ativacao e desativacao por colisoes moleculares e sua autodecomposicao, abrangendo as seguintes etapas: Etapa 1 (ativacao molecular): A + A -> A + A, constante de velocidade k1; Etapa 2 (desativacao molecular): A + A -> A + A, constante de velocidade k2; Etapa 3 (autodecomposicao): A -> B, constante de velocidade k3. Considere que: i) o composto ativado A e formado e consumido com a mesma velocidade; ii) k1, k2 e k3 possuem a mesma ordem de grandeza; iii) a lei de velocidade de formacao de B e expressa apenas em termos da concentracao de A e das tres constantes de velocidade. Determine a ordem aproximada da formacao de B e a constante de reacao em altissimas pressoes de A.

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Perguntas frequentes

O que é o mecanismo de Lindemann?

É um modelo para reações unimoleculares em fase gasosa, onde a molécula é ativada por colisão, podendo ser desativada ou se decompor. A lei de velocidade resulta da competição entre esses processos.

Como a pressão afeta a ordem de reação no mecanismo de Lindemann?

Em baixas pressões, a ativação é lenta e a reação é de segunda ordem. Em altas pressões, a ativação é rápida e a etapa de decomposição se torna limitante, resultando em primeira ordem.

Por que a reação se torna de primeira ordem em altas pressões?

Porque a concentração de A é alta, fazendo com que a ativação colisional seja rápida e o equilíbrio A + A ⇌ A* + A seja estabelecido, tornando a velocidade proporcional a [A].