Lei da velocidade e ordem de reação

Para qualquer reação, a relação entre a taxa de reação e as concentrações do reagente pode ser expressa matematicamente usando uma lei de taxa ou a equação de taxa.

Em uma lei de taxa, 'k' é a constante de proporcionalidade, ou a constante de taxa, e 'n' é a ordem de reação em relação a um único reagente, cujo valor geralmente é um número inteiro. Nas leis de taxa para reações multirreagentes, a ordem geral da reação é a soma de todas as ordens de reagentes.

Para cada reagente, a taxa de reação, a constante de taxa, a concentração e a ordem da reação são determinadas experimentalmente.

As ordens individuais de reagentes geralmente assumem os valores 0, 1 ou 2 e, com base na ordem geral da reação, as reações químicas podem ser categorizadas como reações de ordem zero, primeira ordem ou segunda ordem.

Uma reação química de reagente único, ou unimolecular, para a qual a taxa de reação permanece constante ao longo de sua duração é uma reação de ordem zero. A ordem do reagente em uma reação de ordem zero é zero e a concentração do reagente é elevada à potência zero.

Como o valor de qualquer número elevado à potência zero é um, a taxa de reação de uma reação de ordem zero é igual à constante de taxa e, portanto, independente da concentração do reagente.

Uma reação química unimolecular em que a taxa de reação é diretamente proporcional à concentração do reagente é uma reação de primeira ordem. A ordem do reagente para uma reação de primeira ordem é uma e, de acordo com a lei de taxa, a concentração do reagente é elevada à primeira potência.

Como o valor de qualquer número elevado à potência de um permanece o mesmo, a taxa de reação de uma reação de primeira ordem depende diretamente da concentração do reagente. À medida que a concentração do reagente diminui, a taxa de reação diminui proporcionalmente de maneira linear.

Uma reação química unimolecular em que a taxa de reação depende do quadrado da concentração do reagente é uma reação de segunda ordem. À medida que a concentração do reagente diminui, a taxa de reação diminui exponencialmente de maneira quadrática.