Calculadora da Constante de Velocidade

A calculadora da constante de velocidade da Omni determina a velocidade e a meia-vida da reação. Ela também permite que você descubra a constante de velocidade e a concentração da substância dada, isto é, se a sua consulta for baseada na lei de taxa.

Lembre-se, nossas calculadoras funcionam em ambos os sentidos. Seja o que for que você esteja tentando calcular, estamos aqui para ajudar. 🙋

No artigo abaixo, vamos nos concentrar em encontrar a constante de velocidade e as bases teóricas da calculadora de ordem de reação.

No início, pense no que você está tentando encontrar. Encontre todos os dados úteis fornecidos na sua consulta.

1. Selecione quantas moléculas interagem na etapa elementar.

2. Escolha a ordem de reação para cada molécula:

   • Zero: a velocidade da reação não depende das concentrações do reagente, por exemplo, 2NH₃(gás) → N₂(gás) + 3H₂(gás), reações fotoquímicas. Observe que você não pode definir zero para nenhum dos reagentes em uma etapa bimolecular ou trimolecular. Nesses casos, trate o reagente de ordem zero como inexistente.

   • Primeira: a velocidade da reação depende da concentração de um único reagente, por exemplo, C₂H₆(g) → 2CH₃(g), reações de decaimento radioativo.

   • Segunda: pode ser descrito como uma reação em que a velocidade depende de duas moléculas. Podem ser dois reagentes diferentes ou uma molécula reagindo com ela mesma, por exemplo, H₂(g) + I₂(g) → 2HI(g) ou 2NO₂ (g) → 2NO(g) + O₂(g).

3. Digite a concentração da substância.

4. Escolha o resultado que você deseja:

   • Você está tentando calcular o valor da constante k? Se sim, deixe esta seção da calculadora em branco.
   • Brinque com a calculadora o quanto você quiser para descobrir como diferentes valores afetam o resultado final.

O que é meia-vida (T½)?

A meia-vida é o período em que metade do substrato terá passado pela transformação química. Vamos descrever isso com um exemplo rápido. Nossa concentração inicial, [S] é de 20 M, e o T½ = 2 min.

Qual é a taxa da reação?

A taxa da reação caracteriza a velocidade da reação, descrita em M/seg, M/min ou mol / (seg·L), ou seja, quantos mols reagem por litro de substância por segundo ([M] = mol/L é conhecida como concentração molar).

Qual é a constante da velocidade da reação?

A constante da velocidade é simplesmente um coeficiente de proporcionalidade específico para uma determinada temperatura e o tipo de reação. Ela é descrita por muitas equações diferentes e geralmente é encontrada de forma experimental (consulte a seção abaixo).

Você está se preparando para uma prova? Experimente nossas ferramentas úteis para outros tipos de reações:

• Calculadora de neutralização 🇺🇸 🧯
• Reações catalisadas por enzimas: Calculadora da equação de Michaelis-Menten 🇺🇸 🔐
• Calculadora de rendimento químico percentual, para todos os tipos de reações!

1. A resposta mais óbvia para a pergunta "Como encontrar a constante de velocidade?" é modificar as equações para a taxa da reação ou sua meia-vida. Se você conhece a ordem da reação, a concentração da substância ou a taxa/meia-vida da reação, este pode ser um método para você (é também o método mais fácil para reações de ordem zero, pois a taxa da reação é igual à constante de velocidade).

2. A dependência da constante de velocidade em relação à temperatura é bem definida pela equação de Arrhenius:

   k = A ⋅ exp(-E /(R ⋅ T)).

3. Se você estiver se perguntando como determinar a constante da velociade para reações reversíveis, aqui está uma equação fácil que funciona na maioria dos casos: K = k₁ / k₋₁, em que K = constante de equilíbrio da reação, k₁ e k₋₁ = constantes da velocidade das reações de avanço e retrocesso, respectivamente.

Abaixo você encontrará todas as equações necessárias para calcular a taxa de uma reação de ordem zero, primeira e segunda. Observe as fórmulas a seguir e compare-as com as inclinações dos gráficos abaixo. Lembre-se de que todas essas fórmulas podem servir como equações para a constante de velocidade.

Tenha cuidado com a inclinação das reações de primeira ordem: ela pode parecer semelhante à de zero, mas, na verdade, contém o logaritmo natural de [A] no eixo Y!

0. Ordem zero
   • Meia-vida = A / (2 ⋅ k)
   • Velocidade da reação = k

1. Primeira ordem
   • Meia-vida = 0,693 / k
   • Velocidade da reação = k ⋅ A

2. Segunda ordem
   • Meia-vida = 1 / (k ⋅ A)
   • Uma substância: Velocidade da reação = k ⋅ A ⋅ A
   • Duas substâncias: Velocidade da reação = k ⋅ A ⋅ B

Para encontrar a constante de velocidade:

1. Determine quantos átomos estão envolvidos na etapa elementar da reação.

2. Descubra a ordem da reação para cada átomo envolvido na reação.

3. Eleve a concentração inicial de cada reagente à sua ordem de reação e, em seguida, multiplique todos eles juntos.

4. Divida a velocidade pelo resultado da etapa anterior.

5. As unidades da sua constante de velocidade dependerão da ordem total da reação.

Somente a temperatura afetará a constante de velocidade. Você pode pensar que mudar a concentração inicial afetará a constante de velocidade, mas isso só alterará a taxa. Você poderia introduzir um catalisador para fornecer um caminho de reação diferente com energia de ativação mais baixa, mas essa é, na verdade, uma reação diferente.

Para encontrar a energia de ativação a partir da constante de velocidade, siga os seguintes passos:

1. Encontre a constante de Arrhenius para a reação.

2. Subtraia o logaritmo natural da constante de velocidade do logaritmo natural da constante de Arrhenius.

3. Multiplique o resultado da etapa anterior pela temperatura da reação em Kelvin e pela constante de gás ideal.

4. O resultado é sua energia de ativação nas mesmas unidades de energia que a constante de gás ideal.

As reações de primeira ordem mostram uma taxa de variação constante, desde que a temperatura permaneça a mesma. Isso ocorre porque a velocidade de reação muda proporcionalmente aos reagentes restantes. Isso é melhor demonstrado se você construir um gráfico da taxa de variação e diferenciá-lo em relação ao tempo; ele deve mostrar uma linha reta.