Calcule, à temperatura ambiente, a razão entre as constantes de velocidade para as duas reações que tem o mesmo valor de A , mas cujos valores de
diferem de a)
. R: a) 5,4 e b)
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você me pediu para calcular a razão entre as constantes de velocidade de duas reações químicas que têm o mesmo valor de
(fator pré-exponencial) mas com diferentes energias de ativação (
). A parte a) tem uma diferença de
e a parte b) de
. Para resolver isso, vamos usar a Equação de Arrhenius, que relaciona a constante de velocidade (
) com a energia de ativação (
).
Passo 2
A Equação de Arrhenius é dada por:
Onde:
-
é a constante de velocidade, -
é o fator pré-exponencial, -
é a energia de ativação, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Como queremos a razão
e
é o mesmo para ambas as reações, o
cancela na razão.
Passo 3
Vamos escrever a razão das constantes de velocidade:
Isso simplifica para:
Onde
.
Passo 4
Vamos considerar a temperatura ambiente como
.
Para a parte a),
.
Substituindo na fórmula:
Calculando o expoente:
Então:
No entanto, parece que houve um erro na interpretação inicial. Na verdade, a diferença
é entre as duas energias de ativação. Como estamos calculando a razão
, onde
é menor que
, a razão deve ser maior que 1. Vamos refazer isso corretamente.
Passo 5
Recalculando com
:
Para a parte a),
.
Então:
Passo 6
Para a parte b), a diferença é
.
Substituindo na fórmula:
Resposta
a)
b)
Exercícios relacionados
Os seguintes dados foram obtidos para a reação de decomposição de
em
a 45
:
Calcule a constante de velocidade para esta reação pelo método gráfico.
Tempo (s) |
|
---|---|
0 | 2,33 |
184 | 2,08 |
319 | 1,91 |
526 | 1,67 |
867 | 1,36 |
Para a reação de hidrólise da aspirina obteve-se os seguintes resultados. Responda:
a) Obtenha a lei de velocidade. Qual é a ordem global da reação?
b) Calcule a constante de velocidade com as unidades apropriadas.
a) Obtenha a lei de velocidade. Qual é a ordem global da reação?
b) Calcule a constante de velocidade com as unidades apropriadas.
Experimento | Velocidade Inicial <br>
|
|
|
---|---|---|---|
|
|
12,45 |
|
|
|
9,50 |
|
|
|
12,45 |
|
|
|
9,50 |
|
A equação química que representa a reação de decomposição do gás
é:
A variação da velocidade de decomposição do gás
é dada pela equação algébrica:
, em que
é a constante de velocidade desta reação, e
é a concentração, em mol/
, em cada tempo. A tabela a seguir fornece os valores de
de em função do tempo, sendo a temperatura mantida constante.
Tempo (s) |
|
---|---|
0 |
|
50 |
|
100 |
|
200 |
|
300 |
|
400 |
|
a) Determine o valor da constante de velocidade (k) desta reação de decomposição. Mostre os cálculos realizados.
.
b) Determine o tempo de meia-vida do no sistema reagente.
:
.
b) Determine o tempo de meia-vida do
Considere uma reação hipotética com três reagentes
e C) e um produto (D). A velocidade de formação de D foi monitorada em quantidades diferentes dos reagentes, conforme a tabela abaixo.
Experimento |
|
|
|
Velocidade de formação de D <br>
|
---|---|---|---|---|
|
x | 2 y | z | v |
|
2 x | y | z | 2 v |
|
2 x | 2 y | z | 4 v |
|
2 x | 2 y | 3 z | 108 v |
Determine a velocidade da reação em função de v se as concentrações de
e C, forem, respectivamente, iguais a:
e 2 z .
.