Uma introdução às reações de ordem n-ésima e de autocatálise

4. Reação de autocatálise

Uma reação de autocatálise, que pertence às reações de autoaceleração, é um tipo de reação em que a taxa de reação aumentará com a geração do produto. A equação geral para isso é a equação estendida de Prout-Tompkins (Bna):

Aqui, 1-α corresponde à quantidade relativa de reagente, α corresponde à quantidade relativa de produto, e a taxa de reação é a função dos dois. A última diminuirá com o consumo de reagente e aumentará com a geração de produto. Alguns exemplos em química são:

• cura
• reaçõesde ligação cruzada
• reaçõesde fermentação
• reaçõesde polimerização
• reações em cadeia, etc.

O modelo mais simples de autocatálise é a equação de Prout-Tompkins (B1):

fα=(1-α)∙α

É uma simplificação de Bna (n=1, m=1) e pode ser usada para descrever a seguinte reação:

A + B -> 2B

A Fig. 3 apresenta a concentração do reagente A e do produto B para a reação autocatalítica isotérmica:

Aqui, a taxa de reação ainda diminui com o consumo de A. Mas, uma vez que B é gerado, ele desempenha outro papel como reagente, o que impulsionará o progresso da reação. Ambas as curvas são sigmoidais, e a forma sigmoidal do Grau de conversãoO grau de conversão α na cinética química é o parâmetro sem dimensão dependente do tempo do processo cinético, como reação química ou cristalização, que mostra que parte dele já foi concluída.grau de conversão para medição isotérmica é a evidência da reação com autoaceleração.

No estágio inicial da reação, quando a concentração de B é muito baixa, a taxa de reação é baixa; no estágio final, quando a concentração de A já é muito baixa, a taxa de reação também é baixa. O máximo da taxa de reação aparecerá no estágio em que as concentrações de A e B forem suficientes, ou seja, no estágio intermediário da reação. Essa regra pode ser verificada pelo gráfico da equação B1, que é mostrado na Fig. 4.