A principal diferença entre a expressão da velocidade e a lei da velocidade é que a expressão da velocidade dá a velocidade de aparecimento ou desaparecimento de produtos ou reagentes, enquanto a lei da velocidade dá a relação entre a velocidade e a concentração ou pressão dos reagentes.
Quando um ou mais reagentes são convertidos em produtos, eles podem sofrer diferentes modificações e mudanças de energia. As ligações químicas nos reagentes se quebram e novas ligações são formadas para gerar produtos totalmente diferentes dos reagentes. Essa modificação química é conhecida como reações químicas. Expressão de velocidade e lei de velocidade são conceitos químicos importantes que podemos descrever em reações químicas.
O que é Expressão de Taxa?
A expressão de velocidade é a maneira de representar a mudança na concentração do reagente ao longo do tempo de reação. Podemos dar essa expressão usando qualquer um dos reagentes e produtos da reação. Ao fornecer a expressão de velocidade em relação aos reagentes, devemos usar um sinal de menos porque, durante a reação, a quantidade de reagente diminui com o tempo. Ao escrever a expressão de taxa usando produtos, o sinal de mais é usado porque a quantidade de produtos aumenta com o tempo.
Além disso, devemos considerar as relações estequiométricas ao fornecer a expressão de taxa para igualar toda a expressão de taxa dada de qualquer maneira. Por exemplo, vamos considerar a seguinte reação química e as expressões de velocidade que podemos dar para ela;
2X + 3Y ⟶ 5Z
As seguintes expressões de velocidade são possíveis para a reação acima:
O que é Lei de Taxas?
A lei da velocidade é a expressão matemática da velocidade de uma reação que inclui a relação entre a velocidade dos reagentes e a velocidade do produto. Podemos determinar esses dados matemáticos experimentalmente e também verificar a relação. Existem duas maneiras principais de escrever uma lei de velocidade; lei de velocidade diferencial e lei de velocidade integrada.
Lei da Taxa Diferencial
A lei da velocidade diferencial é a forma de expressar a velocidade da reação usando a mudança na concentração de um ou mais reagentes. Aqui, consideramos a mudança da concentração do(s) reagente(s) durante um período de tempo específico. Chamamos esse intervalo de tempo de Δt. Podemos nomear a mudança na concentração do reagente “R” como Δ[R]. Vamos considerar um exemplo para entender como escrever uma lei de velocidade diferencial. Para uma reação na qual o reagente “A” se decompõe para dar os produtos e k é a constante de velocidade enquanto n é a ordem desta reação, então a equação para esta velocidade é a seguinte:
A ⟶ produtos
A lei da taxa diferencial é a seguinte:
Lei de Taxas Integradas
A lei da velocidade integrada é a forma de expressar a velocidade da reação em função do tempo. Podemos obter esta expressão usando a lei de velocidade diferencial através da integração da lei de velocidade diferencial. Também podemos obter essa lei de velocidade integrada a partir de uma velocidade comum.
Por exemplo, para os produtos da reação A ⟶, a lei de velocidade ordinária é a seguinte:
Taxa (r)=k[A]
onde k é a constante de velocidade e [A] é a concentração do reagente A. Se considerarmos um pequeno intervalo de tempo, podemos escrever a equação acima da seguinte forma:
Usamos o sinal de menos (–) aqui porque A é o reagente e com o aumento do tempo, a concentração de A diminui. Então podemos obter uma relação da seguinte forma combinando as duas equações acima;
Para uma mudança muito pequena na concentração do reagente em um intervalo de tempo muito pequeno, podemos escrever a equação como abaixo;
Ou
Então, integrando esta equação, podemos obter a seguinte relação:
ln[A]=-kt + constante
Portanto, quando o tempo é zero ou t=0, ln[A] é a concentração inicial do reagente A (podemos dar como [A]0) pois em t=0, –kt=0 então ln[A]0=constante. Para uma reação de primeira ordem, a lei de velocidade integrada é
ln[A]=ln[A]0 – kt
Qual é a diferença entre a expressão da taxa e a lei da taxa?
Expressão de velocidade e velocidade aw são duas maneiras de fornecer detalhes sobre a velocidade de uma reação. A principal diferença entre a expressão da velocidade e a lei da velocidade é que a expressão da velocidade dá a velocidade de aparecimento ou desaparecimento dos produtos ou reagentes, enquanto a lei da velocidade dá a relação entre a velocidade e a concentração ou pressão dos reagentes.
O infográfico abaixo resume a diferença entre a expressão da taxa e a lei da taxa.
Resumo – Expressão de Taxa vs Lei de Taxa
Expressão de velocidade e lei de velocidade são duas maneiras de fornecer detalhes sobre a velocidade de uma reação. A principal diferença entre a expressão da taxa e a lei da taxa é que a expressão da taxa fornece a taxa de aparecimento ou desaparecimento de produtos ou reagentes, enquanto a lei da taxa fornece a relação entre a taxa e a concentração ou pressão dos reagentes.
