Cinética Química fogler unidade 2
Faculdade de Engenharia Química
CINÉTICA QUÍMICA
Profa Carla Eponina Hori
1
UNIDADE 2
CINÉTICA DE REAÇÕES NÃO-ELEMENTARES
Quando a lei de velocidade de uma reação química não segue a estequiometria da reação, diz-se que a reação é não elementar.
Por exemplo, a decomposição do acetaldeído a 500 oC, em fase homogênea: CH3CHO CH4 + CO
A lei de velocidade dessa reação é: - rCH3CHO = k [CCH3CHO]3/2
Outro exemplo é a formação de iodeto de hidrogênio:
H2 + I2 2HI A lei de velocidade dessa reação é: rHI =
k1 k3 CI2 CH2 k2 + k3 CH2
2
Para esses tipos de reações quando o denominador também é função das concentrações das espécies presentes, é difícil atribuir uma ordem de reação.
Geralmente, essas leis de velocidade mais complexas aparecem quando a reação global é o resultado de um mecanismo de reação que consiste em uma série de etapas de reação.
No nosso estudo, vamos admitir que todas as etapas (ou passos) da reação são reações elementares.
Exemplo 1: Decomposição do Azometano (AZO) em etano e nitrogênio (CH3)2N2 C2H6 + N2
Observações experimentais:
1) Para altas concentrações de AZO: rN2 a CAZO
2) Para baixas concentrações de AZO: rN2 a [CAZO]0,5
Essa aparente mudança na ordem de reação pode ser explicada por uma teoria desenvolvida por Lindemann
(1922).
3
Em uma primeira etapa, uma molécula ativada [(CH3)2N2]*, que vamos chamar também de AZO*, é formada pela colisão de duas moléculas de AZO. k1 1) (CH3)2N2 + (CH3)2N2 (CH3)2N2 + [(CH3)2N2]* rAZO* na reação 1
= k1[CAZO]2
Esse intermediário ativo (complexo ativado) pode se decompor de duas formas. A primeira seria pela colisão com uma outra molécula de AZO (que é a reversa da reação 1) k2 2) [(CH3)2N2]* + (CH3)2N2 (CH3)2N2 +(CH3)2N2 rAZO* na reação 2
= - k2[CAZO*] [CAZO]
Outra opção é o intermediário ativo espontaneamente formando etano e nitrogênio
se
decompor
k3
3) [(CH3)2N2]* C2H6 + N2 rAZO* na reação 3
= - k3[CAZO*]
4
A