Lei da velocidade de reação

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Lei da velocidade de reação

Para a reação :
   aA + bB → cC + dD 
A lei da velocidade da reação será dada por :
   v = k.[A]^p.[B]^q
  • p e q são experimentalmente determinados
  • k = constante de velocidade de reação; aumenta com a temperatura
  • p = ordem da reação em relação a A
  • q = ordem da reação em relação a B
  • p + q = ordem da reação

Obs: Como pressão de um gás é diretamente proporcional à sua concentração em mol/L, no caso de reagente(s) gasoso(s), a lei de velocidade pode ser expressa em termos de pressão parcial do gás.

   aA(g) + bB(g) → cC(x) + dD(y)


   v = k.pA^p.pB^q
Onde pX é a pressão parcial do gás. 

O aumento da pressão aumenta a velocidade da reação. Quando não há reagente gasoso, a pressão não influi na velocidade da reação.

 Caso especial :
  • Reação elementar: É aquela que ocorre numa única etapa. Neste caso, para aA + bB → cC + dD, temos:
   v = k.[A]^a.[B]^b
  • Mecanismo de reação é o conjunto das etapas em que ocorre a reação. A etapa lenta é a que determina a velocidade da reação. O mecanismo de uma reação é proposto com base no estudo de sua velocidade.
  • Superfície de contato - Quanto maior for o grau de dispersão de um sólido, maior será a sua superfície e maior será a velocidade da reação na qual é reagente.
  • Concentração de um reagente em função do tempo :
Vamos supor a reação : aA → cC  
Sabe-se que:
   v = -d[A]/dt

Substituindo na lei da velocidade podemos concluir que :
   
   v = k.[A]^p  
   -d[A] = k.[A]^p.dt
   -[A]^-p.d[A] = k.dt

Integrando dos dois lados, sendo os limites de integração a concentração inicial no tempo inicial até a concentração final em um tempo "t", temos que :
   int(-[A]^-p.d[A]) = int(k.dt)
   -[A]^(1-p)/(1-p) = k.t
   {[A]_0^(1-p)-[A]^(1-p)}/(1-p) = k(t-t_0)
Para "p" diferente de 1