A constante de velocidade da reação de segunda ordem:
(aq)
é de
. No instante inicial, o acetato de etila foi adicionado ao hidróxido de sódio de modo a se obterem as concentrações iniciais
e
. Qual a concentração do éster (a) 10 s e (b) 10 min depois do início da reação.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma reação de segunda ordem entre o acetato de etila (
) e o hidróxido de sódio (
), que forma íons acetato (
) e etanol (
). A constante de velocidade dessa reação é
. Queremos descobrir qual será a concentração do éster (
) após 10 segundos e após 10 minutos desde o início da reação.
Para resolver isso, vamos usar os conceitos de cinética química, especificamente a cinética de reações de segunda ordem. Precisaremos aplicar a fórmula que relaciona a concentração dos reagentes com o tempo para esse tipo de reação.
Passo 2
Em reações de segunda ordem onde dois reagentes distintos reagem, a taxa da reação depende do produto das concentrações desses reagentes. A equação da taxa é dada por:
No nosso caso,
é o
e
é o
. Como estamos lidando com uma reação onde dois reagentes estão reagindo, podemos usar a seguinte equação integrada para segunda ordem:
Onde:
-
é a concentração do éster no tempo -
é a concentração inicial do éster -
é a constante de velocidade -
é o tempo
Passo 3
Vamos aplicar essa equação para encontrar a concentração do éster após 10 segundos.
Dados:
Substituindo na equação:
Calculando:
Passo 4
Agora, vamos calcular a concentração do éster após 10 minutos (600 segundos).
Usando a mesma fórmula:
Calculando:
Resposta
(a) Após 10 segundos, a concentração do éster é aproximadamente
.
(b) Após 10 minutos, a concentração do éster é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Calcule o pH de cada uma das seguintes soluções:
d) solução de 0.002 M de NaOH .
d) solução de 0.002 M de NaOH .
A constante de velocidade da decomposição de primeira ordem do
na reação
é de
, a
. Qual a meia-vida do
? Qual a pressão (a) 10 s e (b) 10 min depois do início da reação, sendo de 500 Torr a pressão inicial?
A
, a velocidade de decomposição de uma amostra de acetaldeído gasoso, inicialmente na pressão de 363 Torr, é de 1,07 Torr.
, quando 5% reagiram, e 0,76 Torr.
quando
reagiram. Determine a ordem de reação.
Por que os valores de pH e de pOH em água pura devem ser iguais?