O reagente A se decompõe por três reações simultâneas formando três produtos: o produto desejado D e dois subprodutos U e I. As três reações ocorrem em fase gasosa de acordo com as seguintes equações das velocidades:
Qual temperatura favorecerá a seletividade do produto desejado
ou
?
Passo 1
Vamos analisar o problema onde o reagente A se decompõe em três produtos: o desejado D e os subprodutos U e I. Estamos trabalhando com cinética química, especificamente com equações de velocidade para cada reação. Nosso objetivo é determinar qual temperatura,
ou
, favorece a seletividade para o produto desejado D.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender o que é seletividade. A seletividade é uma medida de quão eficientemente uma reação produz o produto desejado em comparação com os produtos indesejados. Para calcular a seletividade do produto D, vamos comparar a velocidade de formação de D com a soma das velocidades de formação de U e I.
Passo 3
Vamos calcular as velocidades de reação para
e
. Antes disso, precisamos converter as temperaturas para Kelvin:
Agora, calculamos cada velocidade de reação usando as equações fornecidas:
Para
:
Para
:
Observamos que a velocidade das reações depende da temperatura através dos termos exponenciais. Em geral, temperaturas mais altas aumentam as velocidades das reações devido ao aumento da energia cinética das moléculas.
Passo 4
Para determinar a seletividade para D em cada temperatura, calculamos:
Embora não tenhamos os valores exatos de
, podemos comparar qualitativamente as velocidades relativas. A temperatura mais alta (
) aumenta mais significativamente as velocidades das reações menos desejadas, especialmente porque os fatores de exponente para U e I têm menores valores de ativação comparados a D. Portanto, a seletividade para D tende a ser maior em
.
Resposta
A temperatura de
favorece a seletividade do produto desejado D.