Por que dobrar [A] muda a velocidade de jeito diferente conforme a ordem?

Na ordem zero a velocidade não depende de [A]. Na primeira ordem é proporcional a [A] e dobra. Na segunda é proporcional a [A]² e cresce quatro vezes. A ordem é um índice empírico da lei de velocidade; não se confunde com a molecularidade da etapa.

O que é a energia de ativação no desenho das partículas?

A energia mínima que as moléculas que colidem precisam ter para a reação ocorrer. Quanto maior E_a, menor a fração de moléculas com energia suficiente numa T dada. Nem toda colisão assim é eficaz: isso o fator A absorve em parte.

Quão grosseiro é o esquema de «uma etapa irreversível»?

Para o curso de cinética basta. Reações reais muitas vezes são reversíveis, passam por intermediários e têm vários reagentes. Primeiro se dominam a ordem e k(T); depois, os mecanismos.

Por que a temperatura muda tanto k?

Em Arrhenius, k ∝ exp(−E_a/RT). Um aumento pequeno de T aumenta de uma vez a cauda da distribuição de Boltzmann: há bem mais moléculas acima da barreira do que numa lei linear.

Velocidade de reação química

Equação de Arrhenius k(T), ordem 0/1/2, curvas [A](t) e partículas esquemáticas no recipiente.

Partículas no recipiente

Rosa = A · Azul = B (o número ≈ [A]/[A]₀)

Tempo t0 s

Gráficos

Sobre o modelo

A velocidade de reação química de A → B fica determinada pela ordem em [A] e pela constante k. Leis integradas: [A] = [A]₀ − kt (ordem zero), [A] = [A]₀ e^{−kt} (primeira ordem), 1/[A] = 1/[A]₀ + kt (segunda). A dependência de k com a temperatura é a equação de Arrhenius k = A exp(−E_a/(RT)), em que E_a é a energia de ativação, A o fator pré-exponencial e R a constante dos gases. O catalisador, no modelo, multiplica k (abaixa a barreira efetiva). No gráfico aparecem [A](t) e [B](t); ao lado, partículas esquemáticas no recipiente. A reação é de uma etapa só e irreversível, com um reagente: não entram reversibilidade nem mecanismo complexo.

Para quem: Ensino médio e química geral: cinética química e equação de Arrhenius.

Conceitos-chave

equação de Arrhenius
velocidade de reação
constante de velocidade
energia de ativação
ordem da reação
lei integrada da velocidade
cinética química

Como funciona

Cinética A → B: leis integradas de ordem 0, 1 e 2 em [A]. A constante k se fixa direto ou se calcula por Arrhenius k = A e^{−E_a/RT}; o catalisador multiplica k. No gráfico, concentrações em função do tempo; no recipiente, partículas esquemáticas.

Fórmulas principais

k = A e^(−Eₐ / RT) · Arrhenius (R = 8,314 J·mol⁻¹·K⁻¹)

0: [A]=[A]₀−kt | 1: [A]=[A]₀e^(−kt) | 2: 1/[A]=1/[A]₀+kt

Perguntas frequentes

Por que dobrar [A] muda a velocidade de jeito diferente conforme a ordem?: Na ordem zero a velocidade não depende de [A]. Na primeira ordem é proporcional a [A] e dobra. Na segunda é proporcional a [A]² e cresce quatro vezes. A ordem é um índice empírico da lei de velocidade; não se confunde com a molecularidade da etapa.
O que é a energia de ativação no desenho das partículas?: A energia mínima que as moléculas que colidem precisam ter para a reação ocorrer. Quanto maior E_a, menor a fração de moléculas com energia suficiente numa T dada. Nem toda colisão assim é eficaz: isso o fator A absorve em parte.
Quão grosseiro é o esquema de «uma etapa irreversível»?: Para o curso de cinética basta. Reações reais muitas vezes são reversíveis, passam por intermediários e têm vários reagentes. Primeiro se dominam a ordem e k(T); depois, os mecanismos.
Por que a temperatura muda tanto k?: Em Arrhenius, k ∝ exp(−E_a/RT). Um aumento pequeno de T aumenta de uma vez a cauda da distribuição de Boltzmann: há bem mais moléculas acima da barreira do que numa lei linear.

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