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.

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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