Ordem de reação

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Ir para: navegação, pesquisa

Em cinética química, a ordem de reação com respeito a certo reagente, é definida como a potência (exponenciação) a qual seu termo de concentração na equação de taxa é elevado.[1]

Por exemplo, dada uma reação química 2A + B → C com uma equação de taxa

r = k[A]2[B]1

a ordem de reação com respeito a A seria 2 e com respeito a B seria  1, a ordem de reação total seria 2 + 1 = 3. Não é necessário que a ordem de uma reação seja um número inteiro – zero e valores fracionários de ordem são possíveis – mas eles tendem a ser inteiros. Ordens de reação podem ser determinadas somente por experimentos. Seu conhecimento conduz a conclusões sobre o mecanismo de reação.

A ordem de reação não é necessariamente relacionada à estequiometria da reação, a menos que a reação seja elementar.[2] [3] Reações complexas podem ter ou não ordens de reação iguais a seus coeficientes estequiométricos.

Por exemplo:[4]

CH3COOC2H5 + OH → CH3COO + C2H5OH.
Ela tem a seguinte equação de taxa: r = k[CH3COOC2H5][OH]
  • A equação de taxa para a hidrólise catalisada de imidazol é
r = k [imidazole][CH3COOC2H5]
embora não esteja o imidazol presente na equação química estequiométrica
r = k[ArN2+]

Reações podem também ter uma ordem de reação indefinida em relação a um reagente, por exemplo um pode relacionar-se sobre a ordem de reação na equação de taxa encontrada quando trata com uma reação bimolecular entre moléculas adsorvidas:

r=k \frac{K_1K_2C_AC_B}{(1+K_1C_A+K_2C_B)^2}. \,

Se a concentração de um dos reagentes permanece constante (porque ela é um catalisador ou se está em grande excesso em relação a outros reagentes) sua concentração pode ser incluida na constante de taxa, obtendo-se uma pseudo constante: se B é o reagente o qual a concentraçaõ é constante então

 r= k [A][B]=k'[A]. \,

A equação de taxa de segunda rodem tem sido reduzida à equação de taxa de pseudo-primeira-ordem. Isto torna o tratamento para obter-se uma equação de taxa integrada muito mais fácil.

Reações de ordem zero são frequentemente vistas como decomposições químicas termais onde a taxa de reação é independente da concentração do reagente (a alteração da concentração não tem efeito sobre a taxa da reação):

Em reações de ordem fracionária a ordem é um número não inteiro típico de reações com um mecanismo de reação complexo. Por exempo a decomposição química do etanal em metano e monóxido de carbono ocorre com uma ordem de 1,5 em relação ao etanal. A decomposição do fosgênio a monóxido de carbono e cloro tem ordem 1 em relação ao fosgênio e ordem 0,5 em relação ao cloro.

Em uma reação de ordem mista a ordem de reação altera-se no curso da reação como um resultado de mudanças de variáveis tais como o pH. Um exemplo é a oxidação de um álcool à cetona por um rutenato (RuO42−) e um hexacianoferrato, o último servindo como catálisador de sacrifício convertendo Ru(IV) novamente a Ru(VI):[5] a taxa de desaparecimento do ferrato é de ordem zero em relação ao ferrato no início da reação (quando sua concentração é alta e o catalisador de rutênio é rapidamente regenerado) mas torna-se em primeira ordem quando sua concentração decresce.

Reações de ordem negativa são raras, por exemplo a conversão de ozônio (ordem  2) a oxigênio (ordem  −1).


Translation Latin Alphabet.svg
Este artigo ou secção está a ser traduzido de. Ajude e colabore com a tradução.

Referências

  1. IUPAC's Goldbook definition of order of reaction.
  2. Aris R. Arch. Prolegomena to the rational analysis of systems of chemical reactions; Rational Mech. Anal. 19, 81 (1965) (teoremas 14 e 15)
  3. ENGEL, WILLY GÜNTHER; Ordens de Reação e Coeficientes Estequiométricos; Química Nova, Outubro de 1979 - Artigo com uma demonstração matemática de que ordens de reação não dependem diretamente dos coeficientes estequiométricos.
  4. Kenneth A. Connors; Chemical Kinetics, the study of reaction rates in solution, 1990, VCH Publishers
  5. Mucientes, Antonio E,; de la Peña, María A. J.; Ruthenium(VI)-Catalyzed Oxidation of Alcohols by Hexacyanoferrate(III): An Example of Mixed Order; Chem. Educ. 2006 83 1643. Abstract