Determinando a ordem de uma reação

Saber como diferentes concentrações de produtos químicos afetam a velocidade de uma reação é essencial para muitos processos químicos. O termo "ordem de reação" (ou ordem de reação) refere-se a como a concentração de um ou mais reagentes (produtos químicos) afeta a velocidade da reação. A ordem final de uma reação é a soma da ordem de todos os reagentes presentes. Embora olhar para uma equação de equilíbrio não o ajude a determinar a ordem da reação, você pode obter essas informações observando a equação de velocidade ou representando graficamente a reação em questão.

Degraus

Método 1 de 3: Analisando a equação de velocidade

Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 1
1. Determine a equação de velocidade da reação. A equação de velocidade pode ajudá-lo a determinar a ordem da reação. Esta equação mostra o aumento ou diminuição de uma determinada substância ao longo do tempo. Outras equações relacionadas à reação química não o ajudarão a determinar a ordem da reação.
Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 2
2. Verifique a ordem de cada reagente. Cada reagente na equação de velocidade terá um expoente de 0, 1 ou 2 (acima de 2 é muito raro). Esse expoente indica a ordem desse reagente. Analisamos cada expoente:
  • Zero significa que a concentração desse reagente não afeta a velocidade da reação.
  • Um significa que aumentar a concentração desse reagente aumentará a velocidade da reação linearmente (dobrando o reagente dobra a velocidade do reagente).
  • Dois significa que a velocidade da reação aumentará ao quadrado da concentração aumentada (dobrar o reagente aumentará a velocidade em quatro vezes).
  • Reatores zero geralmente não são listados na equação de taxa porque qualquer número elevado à potência zero é igual a um.
  • Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 3
    3. Adicione a ordem de todos os reagentes juntos. A ordem total de uma reação é a soma da ordem de todos os reagentes. Some os expoentes de cada reagente para determinar a ordem geral da reação. Este número é geralmente menor ou igual a dois.
  • Por exemplo, suponha que o primeiro reagente é de primeira ordem (tem um expoente de 1) e o reagente dois é de primeira ordem (também expoente 1), então a reação geral é de segunda ordem.
  • Método 2 de 3: exibir pontos de dados como um gráfico

    Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 4
    1. Encontre as variáveis ​​que fazem um gráfico linear da reação. Um gráfico linear refere-se a um gráfico que tem uma taxa de variação constante. Em outras palavras, a variável dependente mudará tanto no primeiro segundo quanto no segundo, terceiro e assim por diante. Um gráfico linear parece uma linha reta.
    Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 5
    2. Plote a concentração do reagente em função do tempo. Isso indica quanto reagente resta em um determinado ponto durante a reação. Se este gráfico for linear, significa que a concentração do reagente não afeta a velocidade na qual a reação prossegue. Neste caso, o reagente é de ordem zero.
    Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 6
    3. Dê o logaritmo natural da concentração do reagente em função do tempo. Se o logaritmo natural do reagente resultar em um gráfico linear, o reagente é de primeira ordem. Isso significa que a concentração do reagente afeta a velocidade da reação. Se o gráfico não for linear, você deve testar o gráfico para uma reação de segunda ordem.
    Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 7
    4. Gráfico [1/concentração de reagente] em função do tempo. Um gráfico linear de [1/concentração de reagente] indica uma reação de segunda ordem. Isso significa que a velocidade da reação aumentará ao quadrado de qualquer aumento no reagente. Se este gráfico não for linear, você deve tentar representar graficamente as reações zero e de primeira ordem.
    Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 8
    5. Encontre a soma da ordem para todos os reagentes. Depois de encontrar um gráfico linear para cada reagente, você também sabe a ordem de cada reagente. Permite calcular a ordem resultante da reação. Some todas as sequências reativas. Esta é então a ordem de reação de toda a reação.

    Método 3 de 3: Resolvendo estudos de caso

    Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 9
    1. Determine a ordem de uma reação quando a duplicação de um dos reagentes resulta na duplicação da velocidade. Se dobrar a concentração de um reagente faz com que a velocidade dobre, então esse reagente é de primeira ordem. Neste caso, ambos os reagentes são de primeira ordem. A soma de dois reagentes de primeira ordem é uma reação de segunda ordem.
    Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 10
    2. Encontre a ordem de uma reação em que dobrar os dois reagentes não altera a velocidade. Se mudar a concentração de um reagente não causar uma mudança em sua taxa, esse reagente é de ordem zero. Neste caso, ambos os reagentes são de ordem zero. A soma de duas ordens zero é uma ordem geral de reação de ordem zero.
    Imagem intitulada Determine a ordem de reação Etapa 11
    3. Determine a ordem de uma reação em que dobrar um reagente quadruplica a velocidade. O reagente que afeta a velocidade da reação é de segunda ordem. O segundo reagente não afeta a velocidade e é de ordem zero. A soma das ordens é dois, então esta é uma reação de segunda ordem.

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