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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 14.1 - Ex. 66

Na reação reversível, em uma etapa, A + B   ⇌ C + D , a constante de velocidade da reação direta é 52,4   L ⋅ m o l - 1 ⋅ h - 1 e da reação inversa é 32,1   L ⋅ m o l - 1 ⋅ h - 1 . A energia de ativação da reação direta é 35,2   k J ⋅ m o l - 1 e da reação inversa é 44,40   k J ⋅ m o l - 1 . (a) Qual é a constante de equilíbrio da reação? (b) A reação é exotérmica ou endotérmica? (c) Qual será o efeito do aumento da temperatura nas constantes de velocidade e na constante de equilíbrio?

Passo 1

  1. Considerando a reação:

A + B → C + D

Podemos escrever a lei de velocidade para as reações direta e inversa:

A + B → C + D   ;   v d i r e t a = k A ⋅ [ B ] C + D → A + B   ;   v i n v e r s a = k ' C ⋅ [ D ]  

Passo 2

No equilíbrio temos que as duas velocidades são iguais, o que nos permite escrever:

k A ⋅ [ B ] = k ' C D C × D A × [ B ] = k k ' = K

Passo 3

Substituindo os valores de k = 52,4   L ⋅ m o l - 1 ⋅ min - 1 ⁡   e k ' = 32,1 ⋅ m o l - 1 ⋅ min - 1 ⁡

K = k k '

K = 52,4 32,1 = 1,63

Passo 4

(b)A energia de ativação para a equação direta ( 35 , 2   k J / m o l ) é menor que a energia de ativação da equação inversa ( 44,0   k J / m o l ) .Por essa razão, a reação é exotérmica.

Passo 5

(c) A constante de velocidade e de equilíbrio da reação endotérmica sempre diminui com o aumento da temperatura. Isso ocorre porque sempre que a temperatura aumenta, o equilíbrio se desloca para a esquerda.

Resposta

a ) 1,63 b ) e x o t é r m i c a c )   a   c o n s t a n t e   d e   v e l o c i d a d e   d i m i n u i

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