A teoria da colisão envolve o conhecimento da fração de colisão moleculares que ocorrem com a energia cinética no mínimo igual a ao longo da reta de colisão. Qual é esta fração quando (a) e (b) a (i) 300 K e a (ii) 1000 K?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre a teoria da colisão, que nos ajuda a entender quantas moléculas têm energia cinética suficiente para reagir, ou seja, possuem uma energia igual ou maior que uma certa barreira, chamada de energia de ativação ( ). Para resolver isso, precisamos usar a equação da teoria da colisão que envolve a constante dos gases ( ) e a temperatura ( ).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula que nos dá a fração de moléculas com energia igual ou superior à energia de ativação:
çã
Aqui, é a energia de ativação, é a constante dos gases (8,314 J/mol·K), e é a temperatura em Kelvin.

Passo 3

Vamos converter as energias de ativação de kJ/mol para J/mol para ficar tudo na mesma unidade:
  • Para :
  • Para :

Passo 4

Agora, vamos calcular a fração para cada caso.
Caso (a):
  • (i) Temperatura
çã
  • (ii) Temperatura
çã
Caso (b):
  • (i) Temperatura
çã
  • (ii) Temperatura
çã

Resposta

A fração de colisões com energia cinética igual ou superior a é:
(a)
(i) 300 K: aproximadamente 1,8%
(ii) 1000 K: aproximadamente 30,0%
(b)
(i) 300 K: aproximadamente (praticamente zero%)
(ii) 1000 K: aproximadamente (0,000599%)

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