Determinação da Ordem de Reação

Para uma reação de produto químico, a lei das taxas exprime a relação entre a taxa de reação e concentração de reagentes. Os expoentes de concentrações de reagentes influenciam a taxa de reação individualmente e são chamadas ordens de reação. A ordem de reação é determinada experimentalmente empregando o método de taxas iniciais, em que para um produto químico, a reação é repetida múltiplas vezes com reagente variável concentrações a medir as taxas de reação inicial.

Um aumento na concentração do reagente, produzindo um aumento linearmente proporcional na taxa de reação, caracteriza uma reação de primeira ordem. Se duplicar a concentração do reagente quadruplica a taxa inicial, depois uma reação de segunda ordem é observada. No entanto, se a mudança de concentrações de reagentes não afeta os valores iniciais da taxa, depois uma reação de ordem zero é observada.

Quando os dados obtidos das taxas iniciais apresentam uma relação indiscernível entre a mudança no reagente inicial da concentração e a taxa correspondente, um rácio de leis de taxa é calculado. Aqui, quaisquer dois valores de concentração do reagente e das suas taxas de reação correspondentes são utilizados para determinar a ordem de reação. Mas e as reações com reagentes múltiplos, em primeiro lugar, utilizando o método das taxas iniciais, a ordem de reação de cada reagente é determinada individualmente.

A seguir, as ordens individuais da reação são expressas como expoentes ao seu respetivo reagente de concentrações para formular a lei das taxas. Finalmente, a soma de expoentes individuais a partir da lei das taxas determina a ordem de reação global. Enquanto a ordem de reação retrata a dependência da taxa de reação sobre a concentração do reagente, uma medida direta da velocidade derivada da reação é indicada pela constante da taxa.

A taxa constante k, é o coeficiente de proporcionalidade relacionando a taxa de reação para o produto de concentrações de reagentes. A unidade de uma constante da taxa depende da ordem reação global e pode ser determinada rearranjando a lei das taxas para resolver para a taxa constante. Para uma reação de ordem zero, k tem a molaridade da unidade por segundo.

A unidade para uma primeira ordem de reação é de um segundo a mais, e para uma reação de segunda ordem é a molaridade por segundos. Uma grande constante de taxa indica uma reação rápida. Em contrapartida, uma menor constante de taxa indica uma reação lenta.

Um valor de zero significa a ausência de qualquer reação química.