A reação fotoquímica entre hidrogênio e cloro para formar cloreto de hidrogênio ocorre de acordo com o seguinte mecanismo:
Deduzir a equação de velocidade de formação do cloreto de hidrogênio.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre uma reação fotoquímica onde hidrogênio (H₂) e cloro (Cl₂) reagem para formar cloreto de hidrogênio (HCl). A gente precisa encontrar a equação de velocidade dessa formação de HCl. Para resolver isso, vamos usar conceitos de cinética química, especificamente sobre mecanismos de reação e estado estacionário para os intermediários.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os intermediários na reação. Pelo enunciado, os intermediários são o Cl* e o H*. No estado estacionário, a velocidade de formação desses intermediários é igual à velocidade de consumo deles. Isso significa que suas concentrações permanecem praticamente constantes ao longo da reação.
Passo 3
Vamos escrever as equações de balanceamento para os intermediários Cl* e H*.
Para o Cl*:
- Formação: A partir da dissociação de Cl₂, gera 2 Cl* com velocidade k₁[Cl₂].
- Consumo: Pode reagir com H₂ formando HCl e H*, ou pode se decompor com velocidade k₄.
Então, a equação fica:
Para o H*:
- Formação: A partir da reação entre Cl* e H₂ com velocidade k₂[Cl*][H₂].
- Consumo: Reage com Cl₂ formando HCl e Cl* com velocidade k₃[H^*][Cl₂].
Então, a equação fica:
Passo 4
Vamos resolver essas duas equações para encontrar as concentrações de Cl* e H* em termos dos reagentes.
Da equação do H*, podemos isolar [H*]:
Substituímos isso na equação do Cl*:
Passo 5
Agora, vamos encontrar a taxa de formação de HCl. Observamos que HCl é formado em duas etapas:
- Pela reação Cl* + H₂ → HCl + H* com velocidade k₂[Cl*][H₂].
- Pela reação H* + Cl₂ → HCl + Cl* com velocidade k₃[H^*][Cl₂].
Então, a taxa total de formação de HCl é:
Substituindo [H*] pela expressão que encontramos:
Agora, substituímos [Cl*]:
Resposta
A equação de velocidade para a formação de HCl é:
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Uma certa reação tem a taxa dada por:
Se a concentração for expressa em litro e o tempo em horas, qual seria o valor e as unidades de velocidade especifica de reação?
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, de ordem desconhecida, é conduzida em um reator batelada isotérmico a pressão constante, partindo-se de uma mistura reacional contendo 50 g de A e 25 g de inertes (I). Sabe-se que o volume reacional obedece uma equação do tipo:
, para
em minutos.
Determine a conversão da reação para os tempos:
A)
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A)
Para que o processo de transferência de massa ocorra é preciso que haja gradiente de concentração? Contextualize a sua resposta
O topo de uma viga em I de 12 polegadas é mantida à temperatura de
, enquanto a parte inferior está a
. A espessura da junção central é de
polegada. Existe um fluxo de ar a
passando ao longo da lateral da viga, de forma que
. A condutividade térmica do aço pode ser considerada constante e igual a
. Calcule a distribuição de temperaturas ao longo da junção central, do topo para a parte inferior, e coloque os resultados em um gráfico.