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1 QF I EaD Biologia Molecularidade A molecularidade está relacionada com a quantidade de moléculas que colidem para que a reação de facto aconteça. Pode ser definida também como o número mínimo de moléculas que precisam colidir para que a reacção ocorra. Veja os exemplos: Em reacções elementares, isto é, aquelas que ocorrem em apenas uma etapa, não apresentando formação de compostos intermediários e seus produtos se formam directamente das colisões dos reagentes; a molecularidade pode ser dada com base na ordem da reacção, que são os coeficientes estequiométricos. Por exemplo: 2NO(g) → N2O2(g) Nesse caso a reação é de 2ª ordem, assim ela é biomolecular. Para as reações elementares, além de se olhar a molecularidade pelos coeficientes e pela ordem da reação, pode-se ver também pelos expoentes que aparecem na equação da lei da velocidade, pois eles são iguais aos coeficientes. 1H2(g) + 1I2(g)→ 2HI(g) V = k [H2] 1 [I2] 1 ou V = k [H2] [I2] Com base na equação da velocidade, temos: 1ª ordem em relação a H2; 1ª ordem em relação a I2; 2ª ordem na reação global. Nesse caso a reação é de 2ª ordem, assim ela é biomolecular ou de molecularidade igual a 2. Para as reacções não elementares, a molecularidade deve ser dada em relação aos coeficientes em cada etapa, que são constituídas por reações elementares. Por exemplo, veja o mecanismo da reação não elementar 2A + 3B → A2B3, que envolve três etapas: 2 QF I EaD Biologia 1ª etapa: 2A + B → A2B molecularidade = 3 2ª etapa: A2B + B → A2B2 molecularidade = 2 3ª etapa: A2B2+ B → A2B3 molecularidade = 2 Ordem da Reacção A ordem da reacção é dada pelos valores dos expoentes, que só podem ser determinados com precisão por meio de experimentos, determinou-se que a lei da velocidade de uma reacção é dada pela expressão matemática a seguir, que relaciona as concentrações dos reagentes com a velocidade da reação: v = k [A] α . [B] β Os expoentes nessa equação nem sempre são iguais aos coeficientes da equação química balanceada. A única maneira de se determinar com certeza o expoente na equação da velocidade é fazendo vários experimentos. É importante determinar os coeficientes correctamente, pois eles indicarão a ordem da reacção, que é definida da seguinte maneira: A ordem de uma reação também pode ser interpretada em relação a cada reagente: Vejamos um exemplo: 2NO(g) + 1Br2(g) → 2NOBr(g) A reacção acima, entre o Óxido Nítrico e o Bromo, ocorre à temperatura de 273 ºC. Ao realizar uma série de experimentos, nos quais se alterou a concentração dos reagentes, obtiveram-se os seguintes dados da tabela abaixo: 3 QF I EaD Biologia Observe que do experimento 1 para o 2 dobrou-se a concentração de Bromo, e o resultado foi que a velocidade da reação também dobrou. Assim, o expoente dessa substância será igual a 1. No caso do Óxido Nítrico, do experimento 3 para o 4, sua concentração também foi dobrada, porém, a velocidade quadruplicou, pois foi de 36 mol. L -1 . s -1 para 144 mol. L -1 . s -1 . Portanto, o seu expoente será 2. Desse modo, temos que a lei da velocidade para essa reacção será dada pela seguinte equação: v = k [NO] 2 . [Br2] 1 Assim, essa reação é de: 2ª ordem em relação a NO; 1ª ordem em relação a Br2; 3ª ordem em relação à reacção global (soma dos expoentes: 2+1 = 3). Observe que os valores dos expoentes são iguais aos valores dos respectivos coeficientes dessas substâncias na equação química balanceada. Isso se dá porque essa reacção é elementar, isto é, ocorre em uma única etapa. Por isso, temos que: No caso de reações não elementares, a etapa lenta será a etapa determinante da ordem da reacção. Um exemplo de reação não elementar, que se desenvolve em mais de uma etapa distinta, é a que ocorre entre o gás Hidrogênio e o Monóxido de Nitrogênio para a formação do gás Nitrogênio e da Água. Essa reação se processa segundo as seguintes etapas: Etapa1(lenta): 1H2(g) +2NO(g) →1N2Og) +2H2O(l) Etapa 2 (rápida): 1N2Og) + 2H2O(l) → 1N2(g) + 2H2O(l) Equação global: 2H2(g) + 2NO(g) → 1N2(g) + 2H2O(l) A lei da velocidade e os expoentes dessa reacção serão dados pelos coeficientes dos reagentes na etapa lenta. Portanto, temos: v = k [H2] 1 . [NO] 2 Essa reacção é de: 1ª ordem em relação a H2; 2ª ordem em relação a NO; 3ª ordem em relação à reação global (soma dos expoentes: 1+2 = 3). Nesse caso, podemos ver que os coeficientes da equação global não são iguais aos expoentes na expressão da lei da velocidade.
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