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.

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A concentração inicial de A deverá ser alta ou baixa para favorecer a seletividade em D?
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Sendo D o produto desejado, responda: