Seja uma reação em fase líquida
O reator opera a
com concentração inicial do A de
e concentração de B é alimentada em excesso com 3,2 em relação ao outro reagente. São dados: constante dos gases
, energia de ativação
e constante cinética a
. .min
A taxa será maior ou menor quando a temperatura aumentar para
? Apresente o resultado.
A taxa será maior ou menor quando a temperatura aumentar para
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química em fase líquida e queremos descobrir se a taxa de reação vai aumentar ou diminuir quando a temperatura passa de
para
. Para isso, vamos usar conceitos de cinética química, especificamente a equação de Arrhenius, que relaciona a taxa de reação com a temperatura.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que a constante de velocidade da reação (
) muda com a temperatura. A equação que descreve essa relação é a equação de Arrhenius. Ela nos ajuda a calcular como a constante de velocidade varia quando a temperatura muda, levando em conta a energia de ativação da reação.
Passo 3
A equação de Arrhenius é dada por:
Onde:
-
é a constante de velocidade, -
é o fator pré-exponencial, -
é a energia de ativação, -
é a constante dos gases, -
é a temperatura absoluta em Kelvin.
Passo 4
Como queremos comparar as constantes de velocidade em duas temperaturas diferentes, podemos usar a seguinte relação derivada da equação de Arrhenius:
Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin:
Agora, substituímos os valores na equação:
Calculando a diferença das inversas das temperaturas:
Substituindo de volta:
Isso significa que
é aproximadamente 208,6 vezes maior que
.
Passo 5
Como a constante de velocidade aumenta significativamente com o aumento da temperatura, isso indica que a taxa de reação também aumentará. Isso acontece porque, com mais calor, mais moléculas têm energia suficiente para superar a barreira de ativação da reação, tornando-a mais rápida.
Resposta
A taxa de reação será maior quando a temperatura aumentar para
.
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.
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.min
e
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.
Calcule a conversão no equilíbrio.
São dados: a
Calcule a conversão no equilíbrio.