Diferença entre lei de taxa diferencial e lei de taxa integrada

Diferença chave - Lei da taxa diferencial versus Lei da taxa integrada
 

A lei de taxa diferencial e a lei de taxa integrada são duas formas de lei de taxa. A principal diferença entre lei de taxa diferencial e lei de taxa integrada é que a lei da taxa diferencial fornece a taxa de uma reação química em função da mudança na concentração de um ou mais reagentes durante um período de tempo específico, enquanto a lei da taxa integrada fornece a taxa de uma reação química em função da concentração inicial de um ou mais reagentes após um período de tempo específico.

A taxa de reação é a medida da mudança de concentração de reagentes ou produtos durante a progressão de uma reação química. Diferentes leis de taxas são usadas para explicar o progresso da reação. Essas leis de taxas são expressas como relações matemáticas entre diferentes parâmetros.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principais diferenças
2. O que é a Lei de Taxas Diferenciais 
3. O que é Lei de Tarifas Integrada
4. Relação entre lei de taxa diferencial e lei de taxa integrada
5. Comparação lado a lado - lei de taxas diferenciais versus lei de taxas integradas em forma de tabela
6. Resumo

O que é lei de taxa diferencial?

A lei da taxa diferencial é usada para determinar a taxa de uma reação química em função da mudança na concentração de um ou mais reagentes durante um período de tempo específico. A lei da taxa diferencial indica o que está acontecendo no nível molecular de uma reação química. O mecanismo geral de uma reação química pode ser determinado usando leis de taxa diferencial (conversão de reagentes em produtos).

Equação da lei da taxa diferencial

A lei da taxa diferencial para a reação química abaixo pode ser dada como uma expressão matemática.

A → B + C

Taxa = - d [A] / dt = k [A]ⁿ

Aqui, [A] é a concentração do reagente "A" e "k" é a taxa constante. "N" fornece a ordem da reação. A equação da lei da taxa diferencial pode ser integrada para obter uma relação clara entre [A] e o tempo “t”. Esta integração fornece a lei tarifária integrada.

Figura 1: Um gráfico mostrando a ordem de reação

O que é Lei de Tarifas Integrada?

A lei de taxa integrada fornece a taxa de uma reação química em função da concentração inicial de um ou mais reagentes após um período de tempo específico. A lei da taxa integrada pode ser usada para determinar a constante da taxa de uma reação química específica, e a ordem da reação pode ser obtida através de dados experimentais.

Equação integrada da lei tarifária

Para a reação química A → B + C, a lei de taxa integrada pode ser expressa como uma expressão matemática, como dado abaixo.

ln [A] = -kt + ln [A]_{0 0}

Aqui um]_{0 0} é a concentração inicial do reagente A e [A] é a concentração do reagente "A" após o tempo "t". No entanto, as leis de taxas integradas são diferentes umas das outras com base na ordem da reação "n". A equação acima é dada para reações químicas de ordem zero.

Para reações de primeira ordem, a equação da lei das taxas é,

[A] = [A] e^-kt

Para reações de segunda ordem, a equação da lei das taxas é,

1 / [A] = 1 / [A]_{0 0} + kt

Para determinar o constante de taxa de uma reação, As equações acima podem ser usadas da seguinte maneira.

Para reações de primeira ordem,

k = ln [A] - ln [A]_{0 0} / t

Para reações de segunda ordem,

k = 1 / [A] - 1 / [A]_{0 0} / t

Qual é a relação entre lei de taxa diferencial e lei de taxa integrada?

• A lei da taxa diferencial de uma reação química pode ser integrada para obter a lei da taxa integrada da mesma reação química.

Qual é a diferença entre lei de taxa diferencial e lei de taxa integrada?

Lei da taxa diferencial versus lei da taxa integrada
A lei da taxa diferencial é usada para determinar a taxa de uma reação química em função da mudança na concentração de um ou mais reagentes durante um período de tempo específico.	A lei de taxas integradas fornece a taxa de uma reação química em função da concentração inicial (ou da concentração em um determinado momento) de um ou mais reagentes após um período de tempo específico.
Inscrição
A lei da taxa diferencial pode ser usada para indicar o que está acontecendo no nível molecular de uma reação química e, o mecanismo geral de uma reação química pode ser determinado usando essa lei da taxa.	A lei de taxa integrada pode ser usada para determinar a constante de taxa de uma reação química específica.
Uso
É difícil usar a lei de taxas diferenciais quando comparada com a lei de taxas integrada.	A lei integrada facilita a determinação da relação clara entre a concentração de reagentes e o tempo decorrido.

Resumo - Lei da Taxa Diferencial x Lei da Taxa Integrada

A lei de taxa de uma reação química fornece a relação entre a taxa de reação e as concentrações de reagentes. A principal diferença entre lei de taxa diferencial e lei de taxa integrada é que a lei de taxa diferencial fornece a taxa de uma reação química em função da mudança na concentração de um ou mais reagentes durante um período de tempo específico, enquanto a lei de taxa integrada fornece a taxa de uma reação química em função da concentração inicial de um ou mais reagentes após um período de tempo específico.

Referência:

1. "Leis tarifárias - diferenciais". LibreTexts, 17 de julho de 2015, Disponível aqui.
2. Libretexts. "12.4: Leis integradas de tarifas." LibreTexts, 11 de setembro de 2017, disponível aqui.]

Cortesia da imagem:

1. “Rateloglogplot” Por Fabiuccio ~ enwikibooks no Wikilivros em Inglês - Transferido de en.wikibooks para o Commons. (Domínio Público) via Commons Wikimedia