Taxa de lei pergunta rápida? + Exemplo

Bem, a taxa # r_2 (t) = -1/2 (Delta E) / (Deltat) # (negativo para reagentes!) não mudaria, desde que a estequiometria da reação não mudasse.

E como isso não acontece, isso não muda se a reação 2 for um passo não rápido. Você pode ser capaz de escrever # r_1 # em termos de # r_2 #, se você soubesse aqueles numericamente, mas se você não os conhece, então você deve notar que # (Delta D) / (Deltat) # não é necessariamente o mesmo entre as reações #1# e #2#.

A lei de taxas, no entanto, faz mudança.

(Como sidenote, provavelmente não é o melhor exemplo se você quiser encontrar uma lei de taxas!)

OBTENDO A LEI DA TAXA SE O SEGUNDO PASSO É RÁPIDO

Bem, se o primeiro passo é o único passo lento, ele deve dar origem a um lei de taxa dependente de principalmente esse primeiro passo, tratando-o como uma reação elementar:

#r (t) = k A B ^ 3 #

Para este processo, a reação geral é aparentemente:

# "A" + 2 "E" -> 2 "C" + "F" #

com taxas:

#r (t) = -1/1 (Delta A) / (Deltato) = -1/2 (Delta E) / (Deltato) = 1/2 (Delta C) / (Deltato) = 1/1 (Delta F) / (Deltat) #

Mas # B # é um catalisador, não um reagente … Então teríamos que eliminar em seguida # B # na lei de taxas que anotamos temporariamente.

Para fazer isso, teríamos usado algo chamado aproximação de estado estacionário (SSA) no passo 1, emparelhado com o aproximação de equilíbrio rápido (FEA) no passo 2.

• O SSA afirma que o degrau que forma um intermediário é tão lento que o degrau depois dele (se for rápido) o consome imediatamente, e sua mudança na concentração é efetivamente zero.
• A FEA afirma que o equilíbrio é estabelecido quase imediatamente, de modo que a constante de equilíbrio # K # pode ser escrito.

Se o segundo degrau não é rápido, então não poderíamos fazer o SSA. Nesse caso, a lei da taxa real seria uma bagunça confusa, com pedidos potencialmente fracionários em #UMA# e # E #e uma constante de taxa observada não óbvia.

A razão pela qual poderíamos ter escrito #r (t) = k A B ^ 3 # com um passo rápido 2 é porque isso foi rápido; nós assumimos que o passo 2 é tão rápido, que tem praticamente sem peso na lei da taxa, ou seja, que a ordem em relação ao reagente # E # é efetivamente zero.

#'-------------------------------------------------------------------'#

# "" "" "" "" "" "" "Fim da Resposta Principal" #

#'-------------------------------------------------------------------'#

TRATANDO O PRIMEIRO PASSO USANDO SSA

O SSA nos permite escrever:

# (d D) / (dt) = k_1 A B ^ 3 - k _ (- 1) C ^ 2 D - k_2 E ^ 2 D + k _ (- 2) F B ^ 3 ~~ 0 # # "" bb ((1)) #

detalhando a contribuição de cada etapa e direção da reação para a mudança geral na concentração de # D # ao longo do tempo. Um subscrito negativo indica a reação inversa para essa etapa.

TRATANDO O SEGUNDO PASSO USANDO FEA

A FEA nos permite escrever:

# (r_2) / (r _ (- 2)) = (k_ (2) E ^ 2 D) / (k _ (- 2) F B ^ 3) = 1 # # "" bb ((2)) #

A constante de equilíbrio seria dada por # K_2 = (F B ^ 3) / (E ^ 2 D) #, então no equilíbrio, # r_2 = r _ (- 2) #e:

# 1 = k_2 / (k _ (- 2)) cdot 1 / K_2 #

# => K_2 = k_2 / (k _ (- 2)) # # "" bb ((3)) #

ENCONTRANDO A LEI DE TAXA GERAL?

Reorganizando #(1)#:

# k_1 A B ^ 3 + k _ (- 2) F B ^ 3 = k_2 E ^ 2 D + k _ (- 1) C ^ 2 D #

# D = (k_1 A B ^ 3 + k _ (- 2) F B ^ 3) / (k_2 E ^ 2 + k _ (- 1) C ^ 2) #

Contudo, # B # é um catalisador. Então, teríamos que encontrar uma expressão para # B #, ou já sabe sua concentração final.

(E esse processo seria feito até que cada intermediário ou catalisador tenha sido expresso como reagente. Presume-se que você saiba quais são as concentrações de seus produtos e catalisadores em um experimento.)