Considere o mecanismo: (1) O3 + hv ? O2 + O (rápida); (2) Cl· + O3 ? ClO· + O2 (rápida em equilíbrio); (3)…

Questão

Considere o mecanismo: (1) O3 + hv ? O2 + O (rápida); (2) Cl· + O3 ? ClO· + O2 (rápida em equilíbrio); (3) ClO· + O ? Cl· + O2 (lenta). Admitindo passo 3 limitante, deduza a lei de velocidade global em função de [Cl·], [O3] e [O].

1. A) v = k3 [ClO·]; é a forma correta sem equilíbrios.
2. B) v = k [O3]², um tipo de reação de segunda ordem.
3. C) v = k_eff [Cl·][O3][O], com k_eff = k3·K_eq.
4. D) v = k_eff [Cl·][O3]; não considera [O].
5. E) v = k_eff [Cl·][O] com k_eff = k2·K_eq.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. O passo 3 e o limitante, entao a velocidade e v = k3 [ClO·][O], pois os reagentes do passo lento aparecem na lei de velocidade. Passo 2: O ClO· e um intermediario, nao aparece nos reagentes nem nos produtos globais, entao precisa ser eliminado usando o passo 2. Passo 3: O passo 2 e um equilibrio, com K = [ClO·][O2]/([Cl·][O3]), logo [ClO·] = K[Cl·][O3]/[O2]. Passo 4: Substituindo na lei do passo 3, v = k3 K [Cl·][O3][O]/[O2]. Passo 5: Se o [O2] for tratado como constante, ou seu efeito for absorvido na constante, obtemos v = k_eff [Cl·][O3][O], com k_eff = k3·K_eq, que e a forma da alternativa C. Passo 6: Por que as outras estao erradas: A usa o intermediario ClO· na lei final, o que nao e permitido. B usa [O3]^2 sem apoio no mecanismo, pois a ordem nao vem do coeficiente estequiometrico global. D omite [O], que e reagente do passo limitante. E troca a dependencia de [O3] e usa k2 como constante, o que nao corresponde ao passo limitante. Conclusao: a alternativa C e a unica coerente com o mecanismo, entao o gabarito esta correto, desde que se registre que o [O2] no denominador foi desconsiderado ou absorvido na constante efetiva.

💡 Dica: Identifique o passo limitante e escreva a lei de velocidade.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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