(CH3)3 CBr + H2O -> (CH3)3 COH + HBr
Determine a ordem de reação, a constante cinética e a molaridade do (CH3)3 CBr após 43,8 horas. (Considere que H2O esteja em excesso).
Tabela 2: Variação da concentração de (CH3)3 CBr com o tempo.
t/h 0 3,15 6,2 10 18,3 30,8
[(CH3)3 CBr] / (10^-2 mol/dm^3) 10,39 8,96 7,76 6,39 3,53 2,07
(Resp.: Ordem 1, k = 0,054 h^-1 e [ (CH3)3 CBr ] 43,8 horas = 9,76 x 10^-3 )

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química entre o (CH3)3 CBr e a água ( ) formando e . Nosso objetivo aqui é descobrir três coisas:
  1. Qual a ordem da reação.
  2. Qual é a constante cinética ( k).
  3. Qual será a concentração de (CH3)3 CBr depois de 43,8 horas.
Para isso, vamos precisar usar conceitos de cinética química, especificamente de reações de primeira ordem, já que a água está em excesso e podemos considerar o consumo de (CH3)3 CBr como a principal variável.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa a ordem da reação. A ordem da reação indica como a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes. Se a velocidade depende somente da concentração de um reagente de primeira ordem, a reação é de primeira ordem.
Dado que a água está em excesso, ela não limitante, e a reação depende apenas da concentração de (CH3)3 CBr, podemos supor que a reação é de primeira ordem. Mas vamos verificar isso analisando os dados da tabela.

Passo 3

Agora, vamos usar a equação da velocidade para reações de primeira ordem, que é:
Onde:
  • k é a constante cinética.
  • é a concentração do reagente.
Para reações de primeira ordem, a relação entre a concentração e o tempo é dada por:
Onde:
  • é a concentração inicial.
  • é a concentração após o tempo t.

Passo 4

Vamos calcular a constante cinética ( k) usando os dados fornecidos. Vamos escolher dois pontos da tabela para calcular k.
Vamos usar os valores em horas e horas:
Aplicando na equação:
Calculando o logaritmo natural:
Agora, isolando k:
Arredondando, temos .

Passo 5

Finalmente, vamos calcular a concentração de (CH3)3 CBr após 43,8 horas usando a constante cinética que encontramos.
Usamos novamente a equação de primeira ordem:
Rearranjando para encontrar :
Substituindo os valores:
Calculando o expoente:
Então:

Resposta

Ordem = 1, constante cinética e concentração de (CH3)3 CBr após 43,8 horas é .

Exercícios relacionados