IME 2013
Considere a reação catalisada descrita pelo mecanismo a seguir.
Primeira etapa: A + BC → AC + B
Segunda etapa: AC + D → A + CD
O perfil energético dessa reação segue a representação do gráfico abaixo.
Diante das informações apresentas, é correto afirmar que
os intermediários de reação são representados por (2) e (3) e equivalem, respectivamente, aos compostos BC e AC.
os reagentes, representados por (1), são os compostos A e D.
o complexo ativado representado por (4) tem estrutura A-----C-----D.
o produto, representado por (5), é único e equivale ao composto CD.
a presença do catalisador A torna a reação exotérmica.
Resolução
Para analisar o gráfico é preciso associar cada ponto numerado ao mecanismo proposto:
- Etapa 1: \(\text{A + BC} \rightarrow \text{AC + B}\)
- Etapa 2: \(\text{AC + D} \rightarrow \text{A + CD}\)
Em um perfil energético:
- Os picos correspondem aos complexos ativados (estados de transição).
- Os vales entre dois picos correspondem aos intermediários de reação.
- O primeiro platô (1) representa os reagentes globais presentes no início da reação.
- O último platô (5) representa os produtos globais após todas as etapas.
Observando o diagrama:
- (2) é o pico da 1ª etapa → complexo ativado formado a partir de A e BC.
- (3) é o vale após esse pico → intermediário AC.
- (4) é o pico da 2ª etapa → complexo ativado formado a partir de AC e D.
No segundo estado de transição (4) há ligação A–C sendo rompida e ligação C–D sendo formada, logo a estrutura esperada é A — C — D com ligações parciais (pontilhadas).
Portanto, a única alternativa correta é a letra C.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Perfil energético: gráfico Energia potencial × Coordenada de reação.
- Complexo ativado/estado de transição: ponto de energia máxima entre reagentes e produtos de uma etapa elementar.
- Intermediário: espécie que se forma numa etapa e é consumida em etapa posterior (corresponde a um mínimo relativo).
- Catalisador: participa da etapa inicial e é regenerado na etapa final; não altera ΔH global.
