FQ3U1E3

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Unid.: 1 | Teste 3 | Determinação de Termos Cinéticos
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Questão: Os dados da tabela seguinte se aplicam à reação de isomerização: A B, sob→
temperatura constante. No estado inicial, 12,8 g do composto A (MA = 60,06 g·mol-1) estão
dissolvidos em água suficiente para completar 1,00 L de solução. Determine a ordem da
reação, a constante de velocidade e a massa do composto A após 100 min de reação. Admita
que até este tempo a reação está longe do equilíbrio.
t/min 0 20,0 40,0 60,0 80
mB/g 0 1,27 2,31 3,18 3,91
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Resolução:
A partir da estequiometria da reação: [A] = [A]0 – [B], e como MA = MB, tem-se:
[A]0 =
12,8g
(60,06g·mol ⁻¹)(1,00L)
= 0,213mol·L⁻¹ .
t/min 0 20,0 40,0 60,0 80
[B]/mol·L-1 0 0,021 0,038 0,053 0,065
[A]/mol·L-1 0,213 0,192 0,175 0,160 0,148
Para testar se a reação é de ordem zero:
[A] = [A ]0 − kt ⇒ k =
[A]0 − [A ]
t
⇒ k
(1 ) =
(0,213 − 0,192 )mol·L⁻¹
20min
= 1,05×10⁻³mol·L⁻¹min⁻¹
k (2 ) =
(0,213 − 0,175 )mol·L ⁻¹
40min
= 9,50×10⁻ ⁴mol·L⁻¹min⁻¹
k (3 ) =
(0,213 − 0,160)mol·L⁻¹
60min
= 8,83×10⁻ ⁴mol·L⁻¹min⁻¹
Para testar se a reação é de primeira ordem:
ln( [A][A]0 ) = −kt ⇒ k = +
ln ([A]0 / [A])
t
⇒ k
(1 ) =
ln(0,213/0,192)
20min
= 5,19×10⁻³min⁻¹
k (2 ) =
ln(0,213/0,175)
40min
= 4,91×10⁻³min⁻¹
k (3 ) =
ln(0,213/0,160)
60min
= 4,77×10⁻³min⁻¹
Para testar se a reação é de segunda ordem:
1
[A]
= 1
[A ]0
+ kt ⇒ k =
[A ]−1−[A]0
−1
t
⇒ k
(1 ) =
(0,192−1−0,213−1)L·mol⁻¹
20min
= 2,57×10⁻²L·mol⁻¹min⁻¹
Ok
k (2 ) =
(0,175−1−0,213−1)L·mol⁻¹
40min
= 2,55×10⁻²L·mol⁻¹min⁻¹
k (3 ) =
(0,160−1−0,213−1)L·mol⁻¹
60min
= 2,59×10⁻²L·mol⁻¹min⁻¹
k (4 ) =
(0,148−1−0,213−1)L·mol ⁻¹
80min
= 2,58×10⁻²L·mol⁻¹min⁻¹
Portanto:
k¯ = 2,57×10⁻²L·mol⁻¹min⁻¹ ⇒ [A ](t=100min) =
[A]0
1 + kt [A ]0
= 0,138mol·L⁻¹ ⇒ mA = c AMAV = 8,3g .