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:
ll A D & rD=0,0012 e^[26000(1300-1T)] CA A U & rU=0,0018 e^[25500(1300-1T)] CA^1,5 A I & rI=0,00452 e^[5000(1300-1T)] CA^0,5
Qual temperatura favorecerá a seletividade do produto desejado 50^circ C ou 100^circ C ?

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, 50^circ C ou 100^circ C, 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 50^circ C e 100^circ C. Antes disso, precisamos converter as temperaturas para Kelvin:
50^circ C = 323 , K
100^circ C = 373 , K
Agora, calculamos cada velocidade de reação usando as equações fornecidas:
Para T = 323 , K:
rD = 0,0012 , e^26000 ( 1300 - 1323 ) , CA
rU = 0,0018 , e^25500 ( 1300 - 1323 ) , CA^1,5
rI = 0,00452 , e^5000 ( 1300 - 1323 ) , CA^0,5
Para T = 373 , K:
rD = 0,0012 , e^26000 ( 1300 - 1373 ) , CA
rU = 0,0018 , e^25500 ( 1300 - 1373 ) , CA^1,5
rI = 0,00452 , e^5000 ( 1300 - 1373 ) , CA^0,5
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:
Se<=tividade = rDrD + rU + rI
Embora não tenhamos os valores exatos de CA, podemos comparar qualitativamente as velocidades relativas. A temperatura mais alta ( 100^circ C) 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 50^circ C.

Resposta

A temperatura de 50^circ C favorece a seletividade do produto desejado D.

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