Responda às questoes abaixo: Uma reação tem energia de ativação
. Qual a variação porcentual da taxa de reação se a temperatur é aumentada de 300 para 310 K ? (R: 264%)
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação química com uma energia de ativação de
. Queremos descobrir quanto a taxa dessa reação aumenta, em porcentagem, quando a temperatura sobe de 300 K para 310 K. Para resolver isso, vamos usar a Equação de Arrhenius, que nos ajuda a relacionar a taxa de reação com a temperatura e a energia de ativação.
Passo 2
A Equação de Arrhenius é dada por:
Onde:
-
é a constante de taxa da reação. -
é o fator pré-exponencial. -
é a energia de ativação. -
é a constante dos gases ( ). -
é a temperatura em Kelvin.
Essa equação mostra que, quanto maior a temperatura, maior a taxa de reação, pois a exponencial fica menos negativa.
Passo 3
Para encontrar a variação percentual da taxa de reação com a mudança de temperatura, precisamos calcular a razão entre as constantes de taxa nas duas temperaturas e depois converter isso em porcentagem. A fórmula fica assim:
Onde:
-
é a constante de taxa na temperatura (300 K). -
é a constante de taxa na temperatura (310 K).
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula:
Primeiro, calculamos a diferença dos inversos das temperaturas:
Passo 5
Agora, multiplicamos essa diferença por
:
Passo 6
Calculamos a exponencial desse valor:
Passo 7
Para encontrar a variação percentual, subtraímos 1 e multiplicamos por 100%:
Resposta
A taxa de reação aumentou em aproximadamente 264% quando a temperatura passou de 300 K para 310 K.