Reações de ordem zero

RKA4JL - Oi, pessoal! Vamos dizer que nós temos uma reação hipotética onde o reagente A se transforma em produtos e vamos dizer que a reação é de ordem zero no reagente A. Se é de ordem zero no reagente A, podemos escrever que a velocidade da reação é igual à constante k vezes a concentração de A elevada a zero. Já que qualquer número elevado a zero é igual a 1, a velocidade da reação vai ser igual à constante k. Nós podemos também escrever que a velocidade da reação é igual ao negativo da variação da concentração sobre a variação do tempo. Se combinarmos essas duas formas de escrever a velocidade da reação e usarmos um pouco de cálculo, incluindo o conceito de integração, nós vamos chegar na lei de velocidade integrada para uma reação de ordem zero que diz que a concentração de A em um período de tempo é igual ao negativo da constante k vezes o tempo mais a concentração inicial de A. Notem que a lei da velocidade integrada é uma função onde y é igual a MX mais B, que é a equação de uma linha reta. Então, se fizermos um gráfico da concentração de A no eixo y e o tempo no eixo x, nós teremos uma linha reta se a reação for de ordem zero e a inclinação da linha vai ser igual ao negativo da constante k e o ponto de intersecção com o eixo y dessa linha, esse ponto, é igual à concentração inicial de A. Mas tudo que falamos assume que tem um coeficiente 1 na frente da concentração de A, porém vamos dizer que nós temos um coeficiente 2 na frente do A, na nossa equação balanceada. Isso significa que nós precisamos de um coeficiente estequiométrico de ½ aqui, o que muda a fórmula. Agora, em vez de -kT, nós temos -2kT depois que integrarmos, o que significa que a inclinação da linha, quando fizermos o gráfico da concentração de A pelo tempo, vai ser igual a -2k. É importante dizer que geralmente os livros só assumem que o coeficiente na frente do A é 1, o que faria com que a inclinação fosse igual a -k. Porém, se o coeficiente na frente do A for 2, então, tecnicamente, a inclinação da linha seria igual a -2k. Como exemplo de uma reação de ordem zero, vamos olhar a decomposição da amônia em uma superfície de platina quente para formar o nitrogênio gasoso e o hidrogênio gasoso. No nosso desenho, nós temos quatro moléculas de amônia na superfície do nosso catalisador de platina e temos mais quatro moléculas que estão acima da superfície do catalisador. Só as moléculas de amônia que estão na superfície do catalisador podem reagir e se transformar em nitrogênio e hidrogênio. As moléculas de amônia que estão acima da superfície não podem reagir e mesmo assim nós adicionássemos algumas moléculas de amônia, como as que eu estou adicionando aqui, essas moléculas ainda não podem reagir e a velocidade da reação não muda conforme nós aumentamos a concentração de amônia. Então nós podemos escrever que a velocidade da reação é igual à constante k vezes a concentração de amônia, mas, já que aumentar a concentração de amônia não causa nenhum efeito na velocidade, ela é elevada a zero. Então a velocidade da reação é igual à constante k. Normalmente, aumentar a concentração de um reagente aumenta a velocidade da reação. Porém, para essa reação, já que nós estamos limitados pela superfície da área do catalisador, se o catalisador está coberto pelas moléculas de amônia, aumentar a concentração das moléculas de amônia não terá efeito na velocidade da reação. Então essa reação, a decomposição da amônia em uma superfície de platina quente é um exemplo de uma reação de ordem zero. Então é isso. Eu espero que vocês tenham gostado e até a próxima!