UFPE – Química 1 – 3ºEE – Questão 5 / 2019.1
Os seguintes dados cinéticos foram obtidos a 25°C para a reação
- Escreva a lei de velocidade da reação
- Determine o valor da constante de velocidade da reação
- Determine a velocidade da reação do experimento 4
- Se a energia de ativação da reação é de 50 kJ/mol, determine o valor da constante de velocidade a 50°C
Passo 1
Fala aí, galera!!! Essa questão a gente vai basicamente fazer duas coisas: primeiro assumir um tipo de dependência da lei de velocidade genérica para uma reação e depois vamos usar isso pra resolver quase que todo o restante.
Então, de cara a gente vai assumir que nossa velocidade é dependente das concentrações dos reagentes A e B.
Passo 2
(a) Vamos agora fazer o seguinte, note que na nossa tabela temos um compilado de informações de concentração e velocidade inicial, certo? E na nossa equação da lei de velocidade, temos duas variáveis ali que não são dadas, que são x e y. MASSSSS, sabemos que se eu tenho duas variáveis desconhecidas, eu preciso de pelo menos 2 equações independentes!!!
Então vamos escolher o experimento 1 e 2 pra gente resolver pra x e como vamos fazer isso?
Bem, vamos primeiro avaliar como [A] mudou de um experimento pro outro.
E agora vamos ver como isso impactou na velocidade:
Ou seja,
Passo 3
Agora usando os experimentos onde variamos a concentração de B, em outras palavras, os experimentos 2 e 3, por exemplo.
E vamos avaliar também pra velocidade
Então a gente agora só precisa ver a relação entre a variação da velocidade e a concentração
Portanto,
Passo 4
(b) Opa, agora que já sabemos a ordem de cada concentração, podemos descobrir o valor da constante cinética, por exemplo usando os dados da tabela. A gente pode escolher nesse caso qualquer experimento que tenha as concentrações e a velocidade dada na tabela. Então, bora escolher logo o experimento 1:
Passo 5
(c) Vamos usar um mesmo raciocínio, a gente sabe as concentrações e o valor da constante de velocidade de reação, então pra calcular a velocidade do experimento 4...
Passo 6
(d) Agora a gente precisa saber a constante de velocidade em uma temperatura diferente da dada no enunciado nos experimentos. E como a gente vai fazer isso? Bem, essa constante pode ser também calculada a partir da equação de Arrehnius:
Então pros experimentos da tabela que foram feitos na temperatura de 25°C, vamos colocar os subíndices 1, enquanto tudo que for pra temperatura de 50°C vamos colocar o subíndice 2.
Note que k0 e Ea são iguais pois estamos falando de uma mesma reação.
Da primeira equação, a gente conhece tudo, menos k0, então olha o que a gente pode fazer: isolar k0 na primeira equação e substituir ela na k2.
Passando as temperaturas pra Kelvin:
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)