Leis da velocidade para reações elementares

RKA3JV Vamos assumir que temos uma reação elementar simples, onde há um reagente "A" transformando-se em produtos. Podemos classificar esta reação de acordo com sua molecularidade, isto é, com o número elementar de moléculas que participam da reação. Então, se pensarmos em uma molécula de "A" que gera determinados produtos, temos, essencialmente, apenas uma molécula reagindo. E, portanto, temos uma reação unimolecular. Agora, vamos escrever a lei da velocidade. Sabemos que a velocidade da reação está em função de uma taxa de reação, isto é, de uma constante de reação "K" vezes a concentração dos reagentes elevada ao coeficiente da substância que reage em uma equação devidamente balanceada. Note que este formato de reação é válido apenas para uma reação unimolecular. Para reações mais complexas, veremos como se estrutura a velocidade no próximo vídeo. Retomando, então. Temos que uma reação elementar unimolecular, a velocidade é dada em função de uma constante "K" vezes a concentração da substância na reação, elevada ao seu coeficiente na equação devidamente balanceada. Agora, vamos olhar para esta segunda reação. Temos aqui uma relação de uma molécula da substância "A" mais uma molécula da substância "B", gerando determinados produtos, configurando, então, uma reação bimolecular. Ao pensarmos sobre esta reação, temos que estas duas moléculas se colidem no espaço gerando um produto dessa colisão. Desta maneira, faz sentido que a taxa de formação de nossos produtos seja em função da frequência de colisão entre "A" e "B", o que, por sua vez, depende da concentração de "A" e de "B". Assim, se aumentarmos a concentração de "A" e de "B", iremos aumentar a frequência de colisões e, portanto, aumentaremos a velocidade global da reação. Assim, podemos escrever que a velocidade se dá em função de uma constante da velocidade "K" vezes a concentração de "A", vezes a concentração de "B". Sendo ambas as concentrações elevadas aos seus respectivos coeficientes, em uma equação devidamente balanceada. Logo, temos aqui um modelo de uma reação bimolecular. Vejamos um outro tipo de reação bimolecular. Temos novamente, entre os reagentes, apenas a substância "A". Desta vez, contudo, temos que os produtos são gerados a partir de duas moléculas de "A". Estruturando a velocidade de maneira análoga ao que fizemos anteriormente, temos que a velocidade é dada em função de uma constante "K" vezes a concentração de cada reagente, elevado ao seu coeficiente da equação devidamente balanceada. Veja que tal conjectura é idêntica a essa representada aqui abaixo, onde apenas escrevemos a reação e a velocidade de uma maneira diferente, mas representando a mesma coisa. Finalmente, vejamos uma reação com três moléculas participantes. Temos aqui a relação de uma molécula da substância "A", junto a uma molécula da substância "B", junto a uma molécula da substância "C", tudo isso originando nossos produtos. Como são três moléculas entre os reagentes, temos então uma reação termolecular. O termo trimolecular é também usado, embora termolecular seja preferido. Para que esta reação ocorra em uma única etapa, todas as três moléculas tem de colidir ao mesmo tempo em um mesmo ponto. Se você pensar sobre isso, esse é um fenômeno relativamente difícil de acontecer. Embora raro, podemos escrever nossa lei de velocidade para reações termoleculares elementares, adotando o mesmo raciocínio usado para reações bimoleculares. Temos, então, que a velocidade é dada em função de uma constante de velocidade "K" vezes as concentrações de cada um dos reagentes, elevado a cada um dos seus respectivos coeficientes. Como será abordado no próximo vídeo, você verá que não se pode fazer isso, ou seja, não se pode olhar para uma equação global equilibrada, dotada de mecanismos detalhados e particulares e se considerar apenas os expoentes para descobrir sua velocidade. A lei de velocidade, particular a cada reação, tem de ser obtida experimentalmente.