Exercícios Resolvidos de Catalisadores

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Enunciado

A presença de um catalisador permite um caminho de reação no qual a energia de ativação de uma certa reação é reduzida de 125kJ/mol para 75 kJ/mol.

  1. Que fator de aumento tem a velocidade da reação em 298 K, sendo os demais fatores iguais?
  2. Que fator de aumento teria a velocidade da reação, se ela fosse conduzida em 350K, sendo os demais fatores iguais?

Passo 1

a) Vamos lembrar da equação de Arrhenius!

k = A   e - E a R T

ln ⁡ k = ln ⁡ A -   E a R T

A reação sem catalisador, com a energia de ativação mais alta, tem como equação:

k 1 = A   e - 125000 J m o l 8,31 J m o l K , 298 K

k 1 = 1,2 x 10 - 22 A

Já a reação com catalisador tem energia:

k 2 = A e - 75000 J m o l 8,31 J m o l K , 298 K

k 2 = 7,03 x 10 - 14 A

Assim, o fator de aumento da velocidade vai ser:

k 2 k 1 = 7,03 x 10 - 14 A 1,2 x 10 - 22 A = 5,8 x 10 8

Atenção: podemos calcular o fator de aumento da velocidade pelo fator de aumento da constante porque é a mesma reação, então a lei da velocidade só vai ser alterada pelo k (já que a ordem da reação não vai mudar!). Toda vez que estivermos falando de catalisador vai ser a mesma reação (sendo comparada com ou sem catálise), mas é bom saber porque estamos fazendo assim 😊

Passo 2

b) Mesma conta, só muda a temperatura!

A reação sem catalisador terá como equação:

k 1 = A   e - 125000 J m o l 8,31 J m o l K , 350 K

k 1 = 2,16 x 10 - 19 A

Já a com catalisador:

k 2 = A e - 75000 J m o l 8,31 J m o l K , 350 K

k 2 = 6 , 3 2 x 10 - 12 A

E o fator de aumento da velocidade:

k 2 k 1 = 6,32 x 10 - 12 A 2,16 x 10 - 19 A = 2,9 x 10 7

Resposta

  1. 6 x 10 8
  2. 3 x 10 7