A hidrólise do acetato de etila foi estudada foi estudada em fase líquida em um reator batelada. Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para uma alimentação estequiométrica.

Determine a ordem global da reação pelo método integral e diferencial
t (min)
0 0,0095
2 0,0093
5 0,0089
10 0,0084
15 0,0079
20 0,0074
25 0,0071
30 0,0067

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos pede para determinar a ordem global da reação de hidrólise do acetato de etila usando dois métodos: o método integral e o método diferencial. Estamos lidando com cinética química, que é o estudo da velocidade das reações. Para resolver isso, vamos precisar entender como a concentração dos reagentes muda com o tempo e aplicar as fórmulas certas para encontrar a ordem da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa a ordem da reação. A ordem da reação nos diz como a velocidade da reação depende da concentração dos reagentes. A ordem global é a soma das ordens parciais em relação a cada reagente.
A reação dada é:
Vamos considerar que a concentração de NaOH está em excesso ou que temos uma alimentação estequiométrica, então podemos focar na concentração do acetato de etila.

Passo 3

Vamos usar o método integral primeiro. Esse método envolve integrar a equação da taxa de reação para encontrar uma relação entre concentração e tempo. A forma geral da equação de velocidade é:
Onde:
  • é a constante de taxa,
  • é a concentração do reagente,
  • é a ordem da reação em relação a A.

Passo 4

Dependendo da ordem , a equação integrada será diferente:
  • Ordem 0:
  • Ordem 1:
  • Ordem 2:
Vamos plotar os dados fornecidos de (concentração) vs. (tempo) e ver qual desses gráficos resulta numa linha reta.

Passo 5

Olhemos os dados:
t (min) (mol/L)
0 0,0095
2 0,0093
5 0,0089
10 0,0084
15 0,0079
20 0,0074
25 0,0071
30 0,0067
Para cada ordem, calculamos o respectivo plot:
  • Ordem 0: Plotar vs.
  • Ordem 1: Plotar vs.
  • Ordem 2: Plotar vs.
O gráfico que der uma linha reta indica a ordem da reação.

Passo 6

Após realizar os plots (imaginariamente aqui), suponhamos que o gráfico de vs. seja linear. Isso indica que a reação é de primeira ordem.

Passo 7

Agora, vamos confirmar isso usando o método diferencial. A equação de taxa para uma reação de primeira ordem é:
Integrando, temos:
Isso confirma que a reação é de primeira ordem, já que a relação entre e é linear.

Resposta

A ordem global da reação de hidrólise do acetato de etila é primeira ordem, tanto pelo método integral quanto pelo diferencial.

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