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CINETICA.UMC.2017.2

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por uma única equação estequiométrica e uma única equação cinética. Ao contrário, quando para a representação da reação forem necessárias mais de uma equação estequiométrica e consequentemente mais de uma equação cinética, a reação é denominada múltipla.
 As reações múltiplas se classificam em reações paralelas ou simultâneas e reações em série ou consecutivas. 
 Reações paralelas são aquelas onde os reagentes são envolvidos em duas ou mais reações independentes e concorrentes, enquanto que as reações em série são aquelas onde um ou mais produtos formados inicialmente sofrem uma reação subseqüente para dar outro produto.
 Por exemplo, a reação: a A Produtos, com equação cinética: -rA = k1 CAa , é uma reação simples, mas a reação do tipo, a A B e a A C, precisará das equações cinéticas, rB = k1 CAa e rC = k2 CAa , para representá-la, sendo uma reação múltipla.
REAÇÕES ELEMENTARES E NÃO-ELEMENTARES
 Uma reação química é dita elementar quando a ordem da mesma coincide com sua molecularidade, ou tendo em vista que freqüentemente as reações ocorrem através de uma série de etapas, cada uma das quais representando uma reação elementar, pode-se definir reação elementar como aquela reação que não pode ser dividida em reações mais simples por meios químicos.
 Neste caso, a expressão da velocidade pode ser derivada diretamente da equação estequiométrica. Por exemplo, para uma reação elementar com equação estequiométrica do tipo, aA + bB Produtos, tem-se a seguinte equação cinética: -rA = k CAa CBb .
 Mas a maioria das reações de interesse não ocorre a partir de colisões simples entre as moléculas reagentes, ao contrário, apresenta mecanismos que envolvem várias etapas e, em geral, não há nenhuma relação direta entre a ordem da reação e sua equação estequiométrica, estas reações são denominadas reações não-elementares. Um exemplo clássico deste tipo de reação é a reação gasosa entre o hidrogênio e o bromo moleculares, quando são colocados a aproximadamente 1 atm reagem via um mecanismo por radicais livres com equação estequiométrica: Br2 + H2 ⇆ 2 HBr (R18) 
e equação cinética: rHBr = k1 CH2 CBr21/2 / (k2 + CHBr/CBr2 )
onde k1 é uma constante específica normal que segue a equação de Arrhenius, mas k2 é uma constante independente da temperatura.
 Outra reação que envolve mecanismo por radicais livres é a decomposição do acetaldeído, a qual a uma temperatura de aproximadamente 500ºC apresenta ordem de reação de 3/2 em relação ao acetaldeído. Sua equação estequiométrica é:
 CH3CHO CH4 + CO (R19)
 Mas sua equação cinética é : r = -rCH3CHO = k CCH3CHO3/2
CINÉTICA QUÍMICA HOMOGÊNEA E HETEROGÊNEA
As reações químicas podem ser classificadas em duas amplas categorias, homogêneas e heterogêneas.
As reações homogêneas têm uma única fase e a composição é uniforme; podem ser catalíticas ou não-catalíticas e ocorrerem em fase gasosa e líquida. Um exemplo bastante conhecido de reação homogênea catalítica em fase gasosa é a oxidação do SO2 a SO3 , catalisada pelo óxido nítrico no processo de produção do ácido sulfúrico em câmara de chumbo. O óxido nítrico promove o processo de oxidação de acordo com as seguintes equações químicas:
 2 NO + O2 2 NO2 (R20)
 SO2 + NO2 SO3 + NO (R21)
Outros exemplos se encontram nas decomposições pirolíticas de compostos orgânicos como acetaldeído, formaldeído, álcool metílico, óxido de etileno e diversos éteres alifáticos. A maior parte das reações homogêneas catalíticas se processa em fase líquida, sendo a catálise ácido-base o tipo mais estudado. Como exemplos de reações orgânicas cujas velocidades são controladas pela catálise ácido-base, têm-se: inversão de açúcares, hidrólise de ésteres e amidas, esterificação de álcoois, enolização de aldeídos e cetonas.
As reações heterogêneas envolvem um sistema de reação que se passa em duas ou mais fases, gasosa, líquida ou sólida. Também podem ser catalíticas como reações gás-sólido, líquido-sólido e não-catalíticas, como gás-sólido, líquido-sólido, gás-líquido, líquido-líquido e sólido-sólido.
Como exemplo de reação heterogênea, tem-se a produção industrial de benzeno a partir da desidrogenação de ciclohexano, pela utilização da platina sobre alumina como catalisador, cuja equação química é:
 Pt sobre
 + 3 H2 (R22)
 Al2O3 . x H2O
EXERCÍCIOS:
A velocidade da reação A + 2 B 3 C + D é 1,0 mol L –1 s – 1 . Dar as velocidades de formação e de consumo dos participantes do sistema reacional.
A velocidade da reação A + 3 B C + 2 D é 1,0 mol L – 1 s – 1 . Dar as velocidades de formação e de consumo dos participantes do sistema reacional.
A velocidade de formação de C na reação 2 A + B 2 C + 3 D é de 1,0 mol L –1 s – 1 . Dar a velocidade de reação e as velocidades de formação ou de consumo de A, B e D.
A velocidade de consumo de B na reação A + 3 B C + 2 D é 1,0 mol L – 1 s – 1 . Dar a velocidade de reação e as velocidades de formação ou de consumo de A, C e D.
Escreva a expressão de velocidade de reação segundo a Lei da Ação das Massas, em termos de concentração molar e pressões parciais para cada uma das reações elementares em fase gasosa abaixo:
1
 A P 
2 A R + S
1/3 A + B P
2 A + D 2 R + S
 A + B + D R + 2 S 
 6. A lei de velocidade da reação do exercício (4) é r = k [A] [B]². Quais as unidades de k ? Dar a lei de velocidade em termos das velocidades de formação ou de consumo de (a) A e (b) C.
 7. Uma reação tem a equação estequiométrica A + B 2 R. Qual é a ordem da reação?
 8. Dada a reação 2NO2 + ½ O2 N2O5 , qual é a relação entre as velocidades de formação e de consumo dos três componentes da reação?
 9. Uma reação com a equação estequiométrica ½ A + B R + ½ S tem a seguinte expressão de velocidade: . Qual seria a expressão da velocidade se a equação estequiométrica fosse A + 2 B 2 R + S ?
 10. Se a equação experimental de velocidade de uma reação é r = k [A]² , o que acontece com a velocidade quando a concentração de A é triplicada? E quando a concentração de A é dividida por dois?
 11. A equação experimental de velocidade de uma equação é r = k [A]² [B]. Se a concentração de A for duplicada, e a de B dividida por dois, o que acontece com a velocidade da reação ?
 12. Para a reação, expressa pela equação balanceada: 2 NO(g) + Cl2(g) 2 NOCl (g) encontra-se que,dobrando a concentração de ambos reagentes, a velocidade aumenta de um fator igual a 8, enquanto que triplicando somente a concentração de cloro, a velocidade triplica. Qual é a ordem da reação em relação ao NO, ao Cl2 e a ordem global da reação ?
 13. Na tabela abaixo, são dadas as velocidades da reação entre A e B, para diversas concentrações de ambas as espécies. Determinar as ordens de reação em relação aos componentes A e B e determinar a constante de velocidade.
	experiência
	[A] mol/L
	[B] mol/l
	- rA mol/L.s
	1
	2,3.10-4
	3,1.10-5
	5,2.10-4
	2
	4,6.10-4
	6,2.10-5
	4,16.10-3
	3
	9,2.10-4
	6,2.10-5
	1,664.10-2
(resposta : = 2 ; = 1 e k = 3,2.108 L 2 mol –2 s-1)
 
 14. Determine as ordens parciais da reação A + B P , considerando que:

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