Soluções dos exercícios de cinética química digitados

Márcio Martins
Márcio MartinsProfessor na UNIPAMPA en UNIPAMPA

Soluções dos exercícios de cinética química digitados

20.2)
16 H+(aq) + 5 Fe(s) + 2 MnO4-(aq)  2 Mn+2(aq) + 5 Fe+2(aq) + 4 H2O(liq)
1 mmol H+
2 min 33,8s
→ vH+ =
mol
s
?
1 min - 60 s
2 min - 120 s
2 min 33,8 s = 120 s + 33,8 s = 153,8 s
v´
H+ =
10−3
mol
153,8 s
= 6,5 × 10−6
mol . s−1
v´
H+ =
1
16
= 6,5 × 10−6
mol . s−1
𝐯´
𝐇+ = 𝟒, 𝟎𝟔 × 𝟏𝟎−𝟕
𝐦𝐨𝐥 . 𝐬−𝟏
20.4)
A + B + C  PRODUTOS
Experimento VO (mol.L-
1.s-1)
[A]
(mol.L-1)
[B] (mol.L-
1)
[C] (mol.L-
1)
1 6,76 . 10-6 0,550 0,200 1,15
2 9,82 . 10-7 0,210 0,200 1,15
3 1,68 . 10-6 0,210 0,333 1,15
4 9,84 . 10-7 0,210 0,200 1,77
v = k . [A]m . [B]n . [C]p
1) 6,76 . 10-6 mol.L-1.s-1 = k . (0,550 mol.L-1 )m × (0,200 mol.L-1 )n ×
(1,15 mol.L-1)p
2) 9,82 . 10-7 mol.L-1.s-1 = k . (0,210 mol.L-1 )m × (0,200 mol.L-1 )n ×
(1,15 mol.L-1)p
3) 1,68 . 10-6 mol.L-1.s-1 = k . (0,210 mol.L-1 )m × (0,333 mol.L-1 )n ×
(1,15 mol.L-1)p
4) 9,84 . 10-7 mol.L-1.s-1 = k . (0,210 mol.L-1 )m × (0,200 mol.L-1 )n ×
(1,77 mol.L-1)p
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟏
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟐
6,76 . 10−6 mol .L−1.s−1
9,82 .10−7mol .L−1.s−1
=
k (0,550 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
6,76 . 10−6 mol .L−1.s−1
9,82 .10−7mol .L−1.s−1
=
k (0,550 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
6,88391 = (2,61905)m
→ ln 6,88391 = ln(2,61905)m
1,92919 = m . ln 2,61905 → 1,92919 = m . 0,962
m = 2,0037 → 𝐦 ≌ 𝟐
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟐
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟑
9,82 . 10−7 mol .L−1.s−1
1,68 .10−6mol .L−1.s−1
=
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,333 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
9,82 . 10−7 mol .L−1.s−1
1,68 .10−6mol .L−1.s−1
=
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,333 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
0,5845 = (0,6006)n
→ ln 0,5845 = ln(0,6006)n
− 0,5366998 = n . ln 0,6006 → n . ( −0,5098) = − 0,536998
n = 1,005 → 𝐧 ≌ 𝟏
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟐
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟒
9,82 . 10−7 mol .L−1.s−1
9,84 .10−7mol .L−1.s−1
=
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,77 mol .L−1)p
9,82 . 10−7 mol .L−1.s−1
9,84 .10−7mol .L−1.s−1
=
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p
k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,77 mol .L−1)p
0,99798 = (0,6497)p
→ ln 0,99798 = p . ln 0,6497
−2,022 . 10−3
= p . ( −0,4312)
p = 0,0047 → 𝐩 ≅ 𝟎
Resposta: v = k . [A]2 . [B]1 . [C]0
20.7)
A + B  PRODUTOS
EXPERIMENTO t (s) [A] [B]
1 36,8 0,20 0,40
2 25,0 0,20 0,60
3 10,0 0,50 0,60
Experimento 1
[A]o = 0,20 mol.L-1
[A]t = 0,10 mol.L-1
vA=
∆ [A]
∆ t
=
0,10 mol.L−1
36,8 s
= 2,717 . 10−3
mol . L−1
. s−1
Experimento 2
∆[A] (0,20 − 0,10) = 0,10 mol. L−1
vA=
∆ [A]
∆ t
=
0,10 mol.L−1
25,0 s
= 4 . 10−3
mol . L−1
. s−1
Experimento 3
∆[A] (0,50 − 0,40) = 0,10 mol. L−1
vA=
∆ [A]
∆ t
=
0,10 mol.L−1
10,0 s
= 10−2
mol . L−1
. s−1
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟏
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟐
2,717 . 10−3 mol .L−1.s−1
4 .10−3mol .L−1.s−1
=
k (0,20 mol .L−1)m ×(0,40 mol .L−1)n
k (0,20 mol .L−1)m ×(0,60 mol .L−1)n
2,717 . 10−3 mol .L−1.s−1
4 .10−3mol .L−1.s−1
=
k (0,20 mol .L−1)m ×(0,40 mol .L−1)n
k (0,20 mol .L−1)m ×(0,60 mol .L−1)n
0,67925 = (0,667)m
→ ln 0,67925 = n . ln 0,667
−0,3868 = n . (−0,4055)
n = 0,95 → 𝐧 ≅ 𝟏
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟏
𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟑
2,717 . 10−3 mol .L−1.s−1
10−2mol .L−1.s−1
=
k (0,20 mol .L−1)m ×(0,40 mol .L−1)n
k (0,50 mol .L−1)m ×(0,60 mol .L−1)n
 Substituindo
por n =1
0,2717 = (0,40)m
. (0,667)1
→
0,2717
0,667
= (0,40)m
−8981 = m . ln(−0,9163)
m = 0,98 → 𝐦 ≌ 𝟏
Resposta: v = k . [A]1 . [B]1
20.8)
v = k . [A]2
v1 = 2,44 . 10-4 mol.L-1.s-1
v2 = 1,55 . 10-6 mol.L-1.s-1
[A] = 0,167 mol.L-1
v1 = k . [A]2  2,44 . 10−4
mol. L−1
. s−1
= k . [0,167 mol. L−1
]2
k =
2,44 .10−4 mol.L−1.s−1
(0,167 mol.L−1)2
k = 8,749 . 10−3 mol.L−1.s−1
mol2.L−2
𝐤 = 𝟖, 𝟕𝟒𝟗 . 𝟏𝟎−𝟒 𝐋
𝐦𝐨𝐥.𝐬
v2 = k . [A]2 
1,55 . 10−6
mol. L−1
. s−1
= 8,749 . 10−3
L. mol−1
. s−1
. [A]2
[A]2
=
1,77 . 10−4
mol. L−1
. s−1
mol−1 . L . s−1
[A]2
= 1,77 . 10−4
mol2
. L−2
√[A]2 = √1,77 . 10−4 mol2. L−2
[𝐀] = 𝟏, 𝟑𝟑 . 𝟏𝟎−𝟐
𝐦𝐨𝐥 . 𝐋−𝟏
20.9)
v = k . [A]2 . [B]2
mol
L . s
= k (
mol4
L4
) → k .
mol
L. s
mol4
L4
→ k =
1
s
mol3
L3
→ k =
L3
mol3. s
𝐤 = 𝐦𝐨𝐥−𝟑
. 𝐋𝟑
. 𝐬−𝟏
20.13)
2HgO  2Hg + O2
433,18g : 32g O2 (1 mol de O2)
433,18g : 22,4L
1ª ordem
433,178g -------------- 22,4L O2
1g -------------- x
X =5,17mL
1,0g de HgO produzirá 5,17mL de O2. Quantos gramas de HgO
produzirá 1mL O2?
a) 433,18g HgO ------------ 22,4L O2
X ------------ 10−3
L O2
X= 1,93x 10−2
g HgO
MHgO, total = MHgO,0 – MHgO,consumida
MHgO, total = 1,00g – (1,93x 10−2
g) = 0,9807g
- Considerando que MHgO = [HgO]
[A]t =[A]0 e-Kt
MHgO, total = MHgO,0 e-Kt
T = -K-1 ln
𝑀𝑡
𝑀𝑜
T= -(6,02x10−4
s-1) ln
0,9807𝑔
1,00𝑔
T= 32,37 segundos
b) 10,0 mL O2 nas CNTP
433,18g HgO ----------- 22,4L O2
X ---------- 10 x10-3L
X= 0,1933g HgO (consumida)
MHgO, total = 1,00g – 0,1933g = 0,8067g
T = -
1
𝐾
ln
𝑀𝑡
𝑀𝑜
T = -
1
(6,02𝑥10−4 𝑠−1)
ln
0,8067
1,00
T= 356,82s
20.14)
a) 433,18g HgO : 22,4 L
x : 10-3 L
MHgO,consumida = 1,93x10-2g
Mtotal = M0 - Mconsumida
Mtotal = 1,00g – (1,93x10-2g) = 0,9807g - [HgO]t
2ª ordem
1
[𝐻𝑔𝑂]𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
=
1
[𝐻𝑔𝑂]𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
+ Kt
1
0,9807𝑔
=
1
1,00𝑔
+ (6,02x10-4) t
T = 33,23s
b)[HgO]t = 0,8067 [HgO]o = 1,00g
Kt =
1
0,8067𝑔
- 1g
Kt = 0,24
T = 398,03 s
20.17)
a) Kt =
𝟏
𝟐[𝑨]²𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
-
𝟏
𝟐[𝑨] 𝟐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍
𝟏
𝟐[𝑨]²𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
= Kt +
𝟏
𝟐[𝑨] 𝟐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍
20.18) a) t1/2=? Para uma reação de 3° ordem
t1/2 → [ 𝐴] 𝑡 =
[𝐴]0
2
𝑘𝑡 =1/(2[A]²t) -1/(2[A]²0) → kt1/2 = 1/(4[A]²0) – 1/(2[A]²0)
kt1/2 = 1/(2[A]²t) -1/(2[A]²0) → kt1/2 = 2/([A]²0) – 1/(2[A]²0)
kt1/2 = 1.5/([A]²0) → t1/2 = 3/2k[A]²0
b) t1/2 =? Para uma reação de ordem -1.
−
𝑑[𝐴]
𝑑𝑥
= 𝑘[𝐴]−1
→ −
𝑑[𝐴]
𝑑[𝐴]−1
= 𝑘𝑑𝑡
[𝐴]𝑑[𝐴] = −𝑘𝑑𝑡
∫ [𝐴]𝑑[𝐴] = − ∫ 𝑘𝑑𝑡 →
[𝐴]2
2
{
[𝐴]𝑡
[𝐴]0
𝑡
0
[𝐴]𝑡
[𝐴]0
= −𝑘𝑡
([A]²t)/2 - ([A]²o)/2 = -kt → Lei da velocidade
t1/2 , [A]t = [A]0 /2
kt = ([A]²0)/2 - ([A]²t)/2 → kt1/2 = ([A]²0)/2 - ([A]²0)/(2x4)
kt1/2 = [A]²0(
1
2
–
1
8
) → (
8−2
16
) =
3
8
kt1/2 = (3/8)[A]²0 → t1/2 = (3[A]²0)/(8k)
c) t1/2 = ? para uma reação cuja ordem é ½
−
𝑑[𝐴]
𝑑𝑡
= 𝑘[𝐴]−
1
2 →
𝑑[𝐴]
𝑑[𝐴]−
1
2
= −𝑘𝑑𝑡
∫
𝑑[𝐴]
𝑑[𝐴]−
1
2
[𝐴]𝑡
[𝐴]0
= − ∫ 𝑘𝑑𝑡
𝑡
0
[𝐴]−
1
2
+1
−1
2
+ 1
{
[𝐴]𝑡
[𝐴]0
= −𝑘𝑡 →
[𝐴]1/2
1
2
{
[𝐴]𝑡
[𝐴]0
= −𝑘𝑡
2[𝐴]1/2
{
[𝐴]𝑡
[𝐴]0
= −𝑘𝑡 → 2[A]1/2
t – 2[A]1/2
0 = -kt
kt = ([A]²0)/2 - ([A]²t)/2 → Lei da velocidade
t1/2 → kt1/2 = 2[A]1/2
0 – 2(([A]1/2
t)/2)1/2
kt1/2 = 2[A]1/2
0 -
2
√2
[A]1/2
0
kt1/2 = (𝟐 −
𝟐
√𝟐
)([A]1/2
0)/k
20.19) [A]0 – [A]t = Kt
- [A]t = Kt – [A]0
[A]t = [A]0 – Kt
20.21) calcular o tmax para uma reação de ordem zero.
[A]t = [A]0 – kt
Em tmax , [A]t = 0
0 = [A]0 – ktmax
ktmax = [A]0
tmax = [A]0/k
20.26
[𝐴] 𝑡 = [𝐴]0 𝑒−𝑘𝑡
ln[𝐴] 𝑡 = ln[𝐴]0 − 𝑘𝑡
2,303𝑙𝑜𝑔[𝐴] 𝑡 = 2,303𝑙𝑜𝑔[𝐴]0 − 𝑘𝑡
𝑙𝑜𝑔[𝐴] 𝑡 = 𝑙𝑜𝑔[𝐴]0
−𝑘𝑡
2,303
𝑦 = 𝑏 + 𝑎𝑡
𝑎 =
−𝑘
2,303
ln 𝑥 = 𝑙𝑜𝑔 𝑒 𝑥
ln 𝑥 = 𝑙𝑜𝑔10 𝑥
𝑙𝑜𝑔 𝑒 𝑥 =
𝑙𝑜𝑔10(𝑥)
𝑙𝑜𝑔10(𝑒)
𝑙𝑜𝑔 𝑒 𝑥′ =
𝑙𝑜𝑔10(𝑥)
0,4343
ln 𝑥 = 2,303 log 𝑥
𝑙𝑜𝑔 𝑏 𝑥 =
𝑙𝑜𝑔 𝑑(𝑥)
𝑙𝑜𝑔 𝑑(𝑏)
B = e
D = 10
20.31
A – B – C
𝑘1
→ A + B – C 𝑘1 = 4,40 . 10−5
𝑠−1
A – B – C
𝑘2
→ A – B + C 𝑘2 = 3,95 . 10−4
𝑠−1
A – B – C
𝑘1
→ A + B – C
𝑘2 ↓
A – B + C
−𝑑[𝐴 − 𝐵 − 𝐶]
𝑑𝑡
= (𝑘1 + 𝑘2). [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡
𝑑[𝐴 − 𝐵 − 𝐶]
[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡
= – (𝑘1 + 𝑘2). 𝑑𝑡
∫
𝑑[𝐴 − 𝐵 − 𝐶]
[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]
[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡
[𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0
= ∫(𝑘1 + 𝑘2)
𝑡
0
. 𝑑𝑡 ⟹ ln[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]
[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡
[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0
=
= – (𝑘1 + 𝑘2). 𝑡
𝑡
0
⟹ 𝑙𝑛[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 − 𝑙𝑛[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 =
= – (𝑘1 + 𝑘2). 𝑡 ⟹
𝑙𝑛[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡
𝑙𝑛[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0
= – (𝑘1 + 𝑘2). 𝑡
𝑒
→
[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡
[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0
= 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
⇒ [𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 = [𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
− 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑑𝑒 𝐵 − 𝐶:
+𝑑[𝐵 − 𝐶]
𝑑𝑡
= 𝑘1[𝐴 − 𝐵 − 𝐶] 𝑡
− 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑑𝑒 𝐴 − 𝐵:
+𝑑[𝐴 − 𝐵]
𝑑𝑡
= 𝑘2[𝐴 − 𝐵 − 𝐶] 𝑡
∗ 𝑆𝑢𝑏𝑠𝑡𝑖𝑡𝑢𝑖𝑛𝑑𝑜:
(𝐴)
+𝑑[𝐵 − 𝐶]
𝑑𝑡
= 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
(𝐵)
+𝑑[𝐴 − 𝐵]
𝑑𝑡
= 𝑘2[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
(𝐴) 𝑑[𝐵 − 𝐶] = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
𝑑𝑡
[𝐵 − 𝐶]
[𝐵 − 𝐶] 𝑡
0
= 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 ∫ 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
𝑑𝑡
[𝐵 − 𝐶] 𝑡 − [𝐵 − 𝐶]0 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0. [−
𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
(𝑘1 + 𝑘2)
]
𝑡
0
⇒ [𝐵 − 𝐶] 𝑡 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 . (−
𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
(𝑘1 + 𝑘2)
+
𝑒– (𝑘1+𝑘2).0
(𝑘1 + 𝑘2)
)
[𝐵 − 𝐶] 𝑡 = (−
𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡
(𝑘1 + 𝑘2)
+
1
(𝑘1 + 𝑘2)
) . 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0
[𝐵 − 𝐶] 𝑡 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 .
1
(𝑘1 + 𝑘2)
. (1 − 𝑒−(𝑘1 + 𝑘2 ).𝑡
) (𝟏)
𝐴𝑠𝑠𝑖𝑚, 𝑝𝑜𝑟 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑜𝑔𝑖𝑎:
[𝐴 − 𝐵] 𝑡 = 𝑘2[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 .
1
(𝑘1 + 𝑘2)
. (1 − 𝑒−(𝑘1 + 𝑘2 ).𝑡
) (𝟐)
𝑃𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚𝑎:
𝑄𝑢𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑟á 𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 [𝐴 – 𝐵 ]0 [ 𝐵 – 𝐶]0⁄ 𝑛𝑜 𝑖𝑛í𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑎çã𝑜?
[𝐴 – 𝐵 ] 𝑡
[ 𝐵 – 𝐶 ] 𝑡
=
𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0
𝑘2[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0
.
(𝑘1 + 𝑘2)−1
(𝑘1 + 𝑘2)−1
.
(1 − 𝑒−(𝑘1 + 𝑘2 ).𝑡
)
(1 − 𝑒−(𝑘1 + 𝑘2 ).𝑡 )
[𝐴 – 𝐵 ] 𝑡
[ 𝐵 – 𝐶 ] 𝑡
=
𝑘1
𝑘2
.
3,95 . 10−4
. 𝑠−1
4,40 . 10−5. 𝑠−1
⇒
[𝐴 – 𝐵 ] 𝑡
[ 𝐵 – 𝐶 ] 𝑡
= 8,98
É 𝑝𝑜𝑠𝑠í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟 𝑒𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑎 𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔𝑒 𝑜 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜?
𝑁𝑜 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜, 𝑡 → ∞:
𝑘 𝑒𝑞,2 =
𝑘1
𝑘−1
⇒ [ 𝐴 – 𝐵 ] 𝐸𝑄
𝑘 𝑒𝑞,1 =
𝑘2
𝑘−2
⇒ [ 𝐵– 𝐶 ] 𝐸𝑄
[ 𝐴 – 𝐵 ] 𝐸𝑄
[ 𝐵 – 𝐶 ] 𝐸𝑄
=
𝑘 𝑒𝑞,2
𝑘 𝑒𝑞,1
=
𝑘1
𝑘−1
𝑘2
𝑘−2
Para determinar o valor da razão de concentrações no equilíbrio é necessário
conhecer as k (constantes de velocidade cinéticas) das reações inversas.
20.33
[A] = [A]0 e –
(k
1
+k
2)t
ln [A]t = ln [A]0 + ln e –
(k
1
+k
2)t
ln [A]t = ln [A]0 – (k1 + k2)t
y = b + at
INTERCESSÃO: ln [A]0
COEFICIENTE ANGULAR: – (k1 + k2)
20.41
ln k = ln A - Ea∕R (1∕T) A = -54,274
ln k = -54,274 + 42651,862 (1∕T) R2
= 0,596
-Ea∕R = 42651,862K-1
Ea = 42651,862K-1
. R
Ea = 42651,862K-1
. 8,314J. k-1
.mol-1
Ea = -354607,581 J∕mol
Ea = -3,546 x 105
J∕mol
20.43) 𝑙𝑛 (
𝐾1
𝐾2
) = (−
𝐸𝑎
𝑅
) (
1
𝑇1
−
1
𝑇2
)
Onde, T1= 295K, T2= 305K e K2= 2K1
𝑙𝑛 (
𝐾1
2𝐾1
) = (−
𝐸𝑎
𝑅
) (
1
295
−
1
305
)
𝑙𝑛 (
1
2
) = (−
𝐸𝑎
𝑅
) (1,1114𝑥10−4
𝐾−1)
−0,693
1,1114𝑥10−4 𝐾−1
= (−
𝐸𝑎
𝑅
)
- Ea = - 6236,703R
Ea = 6236,703R JK/Kmol
Ea = 6236,703R J/mol
20.44
Dados: T = 22ºC = 295K; k = 1011
s-1
k = A e-Ea∕RT
e-Ea∕RT
= k∕A
ln e -Ea∕RT
= ln k∕A
-Ea∕RT = ln k∕A
ln k – ln k = -Ea∕RT
ln A = -Ea∕RT +ln k
ln A = -249 x 103
J.mol-1
∕8,314J. k-1
.mol-1
x 295K
ln A = +101,524 + 25,328
ln A = 126,892
A = e126,892
= 1,23 x 1055
20.45
Dados: k = 9,9 x 10-12
cm3
∕s; T = 1153K; Ea = 1,9kJ.mol-1
k = A e-Ea∕RT
A = k∕e-Ea∕RT
A = 9,9 x 10-12
cm3
.s-1
∕exp [1,9kJ.mol-1
∕8,314J. k-1
.mol-1
.1153K]
A = 1,21 x 10-11
(cm3
)s-1
20.56
Cl2 + CH4  CHCl + HCl
a)
𝑣 = 𝑘[𝐶𝑙2][𝐶𝐻4]
b) Fazendo os experimentos de determinação de velocidade de reação por
método das velocidades iniciais para determinar a ordem da reação para
cada um dos reagentes. Se a ordem experimental concordar com a
predição teórica, há um indício de que o mecanismo proposto está
correto.

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  • 1. 20.2) 16 H+(aq) + 5 Fe(s) + 2 MnO4-(aq)  2 Mn+2(aq) + 5 Fe+2(aq) + 4 H2O(liq) 1 mmol H+ 2 min 33,8s → vH+ = mol s ? 1 min - 60 s 2 min - 120 s 2 min 33,8 s = 120 s + 33,8 s = 153,8 s v´ H+ = 10−3 mol 153,8 s = 6,5 × 10−6 mol . s−1 v´ H+ = 1 16 = 6,5 × 10−6 mol . s−1 𝐯´ 𝐇+ = 𝟒, 𝟎𝟔 × 𝟏𝟎−𝟕 𝐦𝐨𝐥 . 𝐬−𝟏 20.4) A + B + C  PRODUTOS Experimento VO (mol.L- 1.s-1) [A] (mol.L-1) [B] (mol.L- 1) [C] (mol.L- 1) 1 6,76 . 10-6 0,550 0,200 1,15 2 9,82 . 10-7 0,210 0,200 1,15 3 1,68 . 10-6 0,210 0,333 1,15 4 9,84 . 10-7 0,210 0,200 1,77
  • 2. v = k . [A]m . [B]n . [C]p 1) 6,76 . 10-6 mol.L-1.s-1 = k . (0,550 mol.L-1 )m × (0,200 mol.L-1 )n × (1,15 mol.L-1)p 2) 9,82 . 10-7 mol.L-1.s-1 = k . (0,210 mol.L-1 )m × (0,200 mol.L-1 )n × (1,15 mol.L-1)p 3) 1,68 . 10-6 mol.L-1.s-1 = k . (0,210 mol.L-1 )m × (0,333 mol.L-1 )n × (1,15 mol.L-1)p 4) 9,84 . 10-7 mol.L-1.s-1 = k . (0,210 mol.L-1 )m × (0,200 mol.L-1 )n × (1,77 mol.L-1)p 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟏 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟐 6,76 . 10−6 mol .L−1.s−1 9,82 .10−7mol .L−1.s−1 = k (0,550 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p 6,76 . 10−6 mol .L−1.s−1 9,82 .10−7mol .L−1.s−1 = k (0,550 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p 6,88391 = (2,61905)m → ln 6,88391 = ln(2,61905)m 1,92919 = m . ln 2,61905 → 1,92919 = m . 0,962 m = 2,0037 → 𝐦 ≌ 𝟐
  • 3. 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟐 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟑 9,82 . 10−7 mol .L−1.s−1 1,68 .10−6mol .L−1.s−1 = k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p k (0,210 mol .L−1)m ×(0,333 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p 9,82 . 10−7 mol .L−1.s−1 1,68 .10−6mol .L−1.s−1 = k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p k (0,210 mol .L−1)m ×(0,333 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p 0,5845 = (0,6006)n → ln 0,5845 = ln(0,6006)n − 0,5366998 = n . ln 0,6006 → n . ( −0,5098) = − 0,536998 n = 1,005 → 𝐧 ≌ 𝟏 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟐 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟒 9,82 . 10−7 mol .L−1.s−1 9,84 .10−7mol .L−1.s−1 = k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,77 mol .L−1)p 9,82 . 10−7 mol .L−1.s−1 9,84 .10−7mol .L−1.s−1 = k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,15 mol .L−1)p k (0,210 mol .L−1)m ×(0,200 mol .L−1)n× (1,77 mol .L−1)p 0,99798 = (0,6497)p → ln 0,99798 = p . ln 0,6497 −2,022 . 10−3 = p . ( −0,4312) p = 0,0047 → 𝐩 ≅ 𝟎 Resposta: v = k . [A]2 . [B]1 . [C]0
  • 4. 20.7) A + B  PRODUTOS EXPERIMENTO t (s) [A] [B] 1 36,8 0,20 0,40 2 25,0 0,20 0,60 3 10,0 0,50 0,60 Experimento 1 [A]o = 0,20 mol.L-1 [A]t = 0,10 mol.L-1 vA= ∆ [A] ∆ t = 0,10 mol.L−1 36,8 s = 2,717 . 10−3 mol . L−1 . s−1 Experimento 2 ∆[A] (0,20 − 0,10) = 0,10 mol. L−1 vA= ∆ [A] ∆ t = 0,10 mol.L−1 25,0 s = 4 . 10−3 mol . L−1 . s−1 Experimento 3 ∆[A] (0,50 − 0,40) = 0,10 mol. L−1 vA= ∆ [A] ∆ t = 0,10 mol.L−1 10,0 s = 10−2 mol . L−1 . s−1 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟏 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟐 2,717 . 10−3 mol .L−1.s−1 4 .10−3mol .L−1.s−1 = k (0,20 mol .L−1)m ×(0,40 mol .L−1)n k (0,20 mol .L−1)m ×(0,60 mol .L−1)n 2,717 . 10−3 mol .L−1.s−1 4 .10−3mol .L−1.s−1 = k (0,20 mol .L−1)m ×(0,40 mol .L−1)n k (0,20 mol .L−1)m ×(0,60 mol .L−1)n
  • 5. 0,67925 = (0,667)m → ln 0,67925 = n . ln 0,667 −0,3868 = n . (−0,4055) n = 0,95 → 𝐧 ≅ 𝟏 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟏 𝐄𝐗𝐏𝐄𝐑𝐈𝐌𝐄𝐍𝐓𝐎 𝟑 2,717 . 10−3 mol .L−1.s−1 10−2mol .L−1.s−1 = k (0,20 mol .L−1)m ×(0,40 mol .L−1)n k (0,50 mol .L−1)m ×(0,60 mol .L−1)n  Substituindo por n =1 0,2717 = (0,40)m . (0,667)1 → 0,2717 0,667 = (0,40)m −8981 = m . ln(−0,9163) m = 0,98 → 𝐦 ≌ 𝟏 Resposta: v = k . [A]1 . [B]1 20.8) v = k . [A]2 v1 = 2,44 . 10-4 mol.L-1.s-1 v2 = 1,55 . 10-6 mol.L-1.s-1 [A] = 0,167 mol.L-1 v1 = k . [A]2  2,44 . 10−4 mol. L−1 . s−1 = k . [0,167 mol. L−1 ]2
  • 6. k = 2,44 .10−4 mol.L−1.s−1 (0,167 mol.L−1)2 k = 8,749 . 10−3 mol.L−1.s−1 mol2.L−2 𝐤 = 𝟖, 𝟕𝟒𝟗 . 𝟏𝟎−𝟒 𝐋 𝐦𝐨𝐥.𝐬 v2 = k . [A]2  1,55 . 10−6 mol. L−1 . s−1 = 8,749 . 10−3 L. mol−1 . s−1 . [A]2 [A]2 = 1,77 . 10−4 mol. L−1 . s−1 mol−1 . L . s−1 [A]2 = 1,77 . 10−4 mol2 . L−2 √[A]2 = √1,77 . 10−4 mol2. L−2 [𝐀] = 𝟏, 𝟑𝟑 . 𝟏𝟎−𝟐 𝐦𝐨𝐥 . 𝐋−𝟏 20.9) v = k . [A]2 . [B]2 mol L . s = k ( mol4 L4 ) → k . mol L. s mol4 L4 → k = 1 s mol3 L3 → k = L3 mol3. s 𝐤 = 𝐦𝐨𝐥−𝟑 . 𝐋𝟑 . 𝐬−𝟏 20.13) 2HgO  2Hg + O2 433,18g : 32g O2 (1 mol de O2)
  • 7. 433,18g : 22,4L 1ª ordem 433,178g -------------- 22,4L O2 1g -------------- x X =5,17mL 1,0g de HgO produzirá 5,17mL de O2. Quantos gramas de HgO produzirá 1mL O2? a) 433,18g HgO ------------ 22,4L O2 X ------------ 10−3 L O2 X= 1,93x 10−2 g HgO MHgO, total = MHgO,0 – MHgO,consumida MHgO, total = 1,00g – (1,93x 10−2 g) = 0,9807g - Considerando que MHgO = [HgO] [A]t =[A]0 e-Kt
  • 8. MHgO, total = MHgO,0 e-Kt T = -K-1 ln 𝑀𝑡 𝑀𝑜 T= -(6,02x10−4 s-1) ln 0,9807𝑔 1,00𝑔 T= 32,37 segundos b) 10,0 mL O2 nas CNTP 433,18g HgO ----------- 22,4L O2 X ---------- 10 x10-3L X= 0,1933g HgO (consumida) MHgO, total = 1,00g – 0,1933g = 0,8067g T = - 1 𝐾 ln 𝑀𝑡 𝑀𝑜 T = - 1 (6,02𝑥10−4 𝑠−1) ln 0,8067 1,00 T= 356,82s 20.14) a) 433,18g HgO : 22,4 L x : 10-3 L
  • 9. MHgO,consumida = 1,93x10-2g Mtotal = M0 - Mconsumida Mtotal = 1,00g – (1,93x10-2g) = 0,9807g - [HgO]t 2ª ordem 1 [𝐻𝑔𝑂]𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 1 [𝐻𝑔𝑂]𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 + Kt 1 0,9807𝑔 = 1 1,00𝑔 + (6,02x10-4) t T = 33,23s b)[HgO]t = 0,8067 [HgO]o = 1,00g Kt = 1 0,8067𝑔 - 1g Kt = 0,24 T = 398,03 s
  • 10. 20.17) a) Kt = 𝟏 𝟐[𝑨]²𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 - 𝟏 𝟐[𝑨] 𝟐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 𝟏 𝟐[𝑨]²𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = Kt + 𝟏 𝟐[𝑨] 𝟐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 20.18) a) t1/2=? Para uma reação de 3° ordem t1/2 → [ 𝐴] 𝑡 = [𝐴]0 2 𝑘𝑡 =1/(2[A]²t) -1/(2[A]²0) → kt1/2 = 1/(4[A]²0) – 1/(2[A]²0) kt1/2 = 1/(2[A]²t) -1/(2[A]²0) → kt1/2 = 2/([A]²0) – 1/(2[A]²0) kt1/2 = 1.5/([A]²0) → t1/2 = 3/2k[A]²0 b) t1/2 =? Para uma reação de ordem -1. − 𝑑[𝐴] 𝑑𝑥 = 𝑘[𝐴]−1 → − 𝑑[𝐴] 𝑑[𝐴]−1 = 𝑘𝑑𝑡 [𝐴]𝑑[𝐴] = −𝑘𝑑𝑡
  • 11. ∫ [𝐴]𝑑[𝐴] = − ∫ 𝑘𝑑𝑡 → [𝐴]2 2 { [𝐴]𝑡 [𝐴]0 𝑡 0 [𝐴]𝑡 [𝐴]0 = −𝑘𝑡 ([A]²t)/2 - ([A]²o)/2 = -kt → Lei da velocidade t1/2 , [A]t = [A]0 /2 kt = ([A]²0)/2 - ([A]²t)/2 → kt1/2 = ([A]²0)/2 - ([A]²0)/(2x4) kt1/2 = [A]²0( 1 2 – 1 8 ) → ( 8−2 16 ) = 3 8 kt1/2 = (3/8)[A]²0 → t1/2 = (3[A]²0)/(8k) c) t1/2 = ? para uma reação cuja ordem é ½ − 𝑑[𝐴] 𝑑𝑡 = 𝑘[𝐴]− 1 2 → 𝑑[𝐴] 𝑑[𝐴]− 1 2 = −𝑘𝑑𝑡 ∫ 𝑑[𝐴] 𝑑[𝐴]− 1 2 [𝐴]𝑡 [𝐴]0 = − ∫ 𝑘𝑑𝑡 𝑡 0 [𝐴]− 1 2 +1 −1 2 + 1 { [𝐴]𝑡 [𝐴]0 = −𝑘𝑡 → [𝐴]1/2 1 2 { [𝐴]𝑡 [𝐴]0 = −𝑘𝑡 2[𝐴]1/2 { [𝐴]𝑡 [𝐴]0 = −𝑘𝑡 → 2[A]1/2 t – 2[A]1/2 0 = -kt kt = ([A]²0)/2 - ([A]²t)/2 → Lei da velocidade t1/2 → kt1/2 = 2[A]1/2 0 – 2(([A]1/2 t)/2)1/2 kt1/2 = 2[A]1/2 0 - 2 √2 [A]1/2 0 kt1/2 = (𝟐 − 𝟐 √𝟐 )([A]1/2 0)/k
  • 12. 20.19) [A]0 – [A]t = Kt - [A]t = Kt – [A]0 [A]t = [A]0 – Kt 20.21) calcular o tmax para uma reação de ordem zero. [A]t = [A]0 – kt Em tmax , [A]t = 0 0 = [A]0 – ktmax ktmax = [A]0 tmax = [A]0/k 20.26 [𝐴] 𝑡 = [𝐴]0 𝑒−𝑘𝑡 ln[𝐴] 𝑡 = ln[𝐴]0 − 𝑘𝑡 2,303𝑙𝑜𝑔[𝐴] 𝑡 = 2,303𝑙𝑜𝑔[𝐴]0 − 𝑘𝑡 𝑙𝑜𝑔[𝐴] 𝑡 = 𝑙𝑜𝑔[𝐴]0 −𝑘𝑡 2,303 𝑦 = 𝑏 + 𝑎𝑡
  • 13. 𝑎 = −𝑘 2,303 ln 𝑥 = 𝑙𝑜𝑔 𝑒 𝑥 ln 𝑥 = 𝑙𝑜𝑔10 𝑥 𝑙𝑜𝑔 𝑒 𝑥 = 𝑙𝑜𝑔10(𝑥) 𝑙𝑜𝑔10(𝑒) 𝑙𝑜𝑔 𝑒 𝑥′ = 𝑙𝑜𝑔10(𝑥) 0,4343 ln 𝑥 = 2,303 log 𝑥 𝑙𝑜𝑔 𝑏 𝑥 = 𝑙𝑜𝑔 𝑑(𝑥) 𝑙𝑜𝑔 𝑑(𝑏) B = e D = 10 20.31 A – B – C 𝑘1 → A + B – C 𝑘1 = 4,40 . 10−5 𝑠−1 A – B – C 𝑘2 → A – B + C 𝑘2 = 3,95 . 10−4 𝑠−1 A – B – C 𝑘1 → A + B – C 𝑘2 ↓ A – B + C −𝑑[𝐴 − 𝐵 − 𝐶] 𝑑𝑡 = (𝑘1 + 𝑘2). [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 𝑑[𝐴 − 𝐵 − 𝐶] [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 = – (𝑘1 + 𝑘2). 𝑑𝑡 ∫ 𝑑[𝐴 − 𝐵 − 𝐶] [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 [𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 = ∫(𝑘1 + 𝑘2) 𝑡 0 . 𝑑𝑡 ⟹ ln[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 =
  • 14. = – (𝑘1 + 𝑘2). 𝑡 𝑡 0 ⟹ 𝑙𝑛[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 − 𝑙𝑛[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 = = – (𝑘1 + 𝑘2). 𝑡 ⟹ 𝑙𝑛[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 𝑙𝑛[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 = – (𝑘1 + 𝑘2). 𝑡 𝑒 → [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 [ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 = 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 ⇒ [𝐴 – 𝐵 – 𝐶] 𝑡 = [𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 − 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑑𝑒 𝐵 − 𝐶: +𝑑[𝐵 − 𝐶] 𝑑𝑡 = 𝑘1[𝐴 − 𝐵 − 𝐶] 𝑡 − 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢çã𝑜 𝑑𝑒 𝐴 − 𝐵: +𝑑[𝐴 − 𝐵] 𝑑𝑡 = 𝑘2[𝐴 − 𝐵 − 𝐶] 𝑡 ∗ 𝑆𝑢𝑏𝑠𝑡𝑖𝑡𝑢𝑖𝑛𝑑𝑜: (𝐴) +𝑑[𝐵 − 𝐶] 𝑑𝑡 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 (𝐵) +𝑑[𝐴 − 𝐵] 𝑑𝑡 = 𝑘2[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 (𝐴) 𝑑[𝐵 − 𝐶] = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 𝑑𝑡 [𝐵 − 𝐶] [𝐵 − 𝐶] 𝑡 0 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 ∫ 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 𝑑𝑡 [𝐵 − 𝐶] 𝑡 − [𝐵 − 𝐶]0 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0. [− 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 (𝑘1 + 𝑘2) ] 𝑡 0 ⇒ [𝐵 − 𝐶] 𝑡 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 . (− 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 (𝑘1 + 𝑘2) + 𝑒– (𝑘1+𝑘2).0 (𝑘1 + 𝑘2) ) [𝐵 − 𝐶] 𝑡 = (− 𝑒– (𝑘1+𝑘2).𝑡 (𝑘1 + 𝑘2) + 1 (𝑘1 + 𝑘2) ) . 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 [𝐵 − 𝐶] 𝑡 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 . 1 (𝑘1 + 𝑘2) . (1 − 𝑒−(𝑘1 + 𝑘2 ).𝑡 ) (𝟏) 𝐴𝑠𝑠𝑖𝑚, 𝑝𝑜𝑟 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑜𝑔𝑖𝑎: [𝐴 − 𝐵] 𝑡 = 𝑘2[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 . 1 (𝑘1 + 𝑘2) . (1 − 𝑒−(𝑘1 + 𝑘2 ).𝑡 ) (𝟐) 𝑃𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚𝑎: 𝑄𝑢𝑎𝑙 𝑠𝑒𝑟á 𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 [𝐴 – 𝐵 ]0 [ 𝐵 – 𝐶]0⁄ 𝑛𝑜 𝑖𝑛í𝑐𝑖𝑜 𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑎çã𝑜? [𝐴 – 𝐵 ] 𝑡 [ 𝐵 – 𝐶 ] 𝑡 = 𝑘1[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 𝑘2[ 𝐴 – 𝐵 – 𝐶]0 . (𝑘1 + 𝑘2)−1 (𝑘1 + 𝑘2)−1 . (1 − 𝑒−(𝑘1 + 𝑘2 ).𝑡 ) (1 − 𝑒−(𝑘1 + 𝑘2 ).𝑡 ) [𝐴 – 𝐵 ] 𝑡 [ 𝐵 – 𝐶 ] 𝑡 = 𝑘1 𝑘2 . 3,95 . 10−4 . 𝑠−1 4,40 . 10−5. 𝑠−1 ⇒ [𝐴 – 𝐵 ] 𝑡 [ 𝐵 – 𝐶 ] 𝑡 = 8,98 É 𝑝𝑜𝑠𝑠í𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒𝑡𝑒𝑟𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟 𝑒𝑠𝑠𝑎 𝑟𝑒𝑙𝑎çã𝑜 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑎 𝑟𝑒𝑎çã𝑜 𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔𝑒 𝑜 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜? 𝑁𝑜 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑙í𝑏𝑟𝑖𝑜, 𝑡 → ∞:
  • 15. 𝑘 𝑒𝑞,2 = 𝑘1 𝑘−1 ⇒ [ 𝐴 – 𝐵 ] 𝐸𝑄 𝑘 𝑒𝑞,1 = 𝑘2 𝑘−2 ⇒ [ 𝐵– 𝐶 ] 𝐸𝑄 [ 𝐴 – 𝐵 ] 𝐸𝑄 [ 𝐵 – 𝐶 ] 𝐸𝑄 = 𝑘 𝑒𝑞,2 𝑘 𝑒𝑞,1 = 𝑘1 𝑘−1 𝑘2 𝑘−2 Para determinar o valor da razão de concentrações no equilíbrio é necessário conhecer as k (constantes de velocidade cinéticas) das reações inversas. 20.33 [A] = [A]0 e – (k 1 +k 2)t ln [A]t = ln [A]0 + ln e – (k 1 +k 2)t ln [A]t = ln [A]0 – (k1 + k2)t y = b + at INTERCESSÃO: ln [A]0 COEFICIENTE ANGULAR: – (k1 + k2) 20.41 ln k = ln A - Ea∕R (1∕T) A = -54,274 ln k = -54,274 + 42651,862 (1∕T) R2 = 0,596 -Ea∕R = 42651,862K-1 Ea = 42651,862K-1 . R Ea = 42651,862K-1 . 8,314J. k-1 .mol-1 Ea = -354607,581 J∕mol Ea = -3,546 x 105 J∕mol
  • 16. 20.43) 𝑙𝑛 ( 𝐾1 𝐾2 ) = (− 𝐸𝑎 𝑅 ) ( 1 𝑇1 − 1 𝑇2 ) Onde, T1= 295K, T2= 305K e K2= 2K1 𝑙𝑛 ( 𝐾1 2𝐾1 ) = (− 𝐸𝑎 𝑅 ) ( 1 295 − 1 305 ) 𝑙𝑛 ( 1 2 ) = (− 𝐸𝑎 𝑅 ) (1,1114𝑥10−4 𝐾−1) −0,693 1,1114𝑥10−4 𝐾−1 = (− 𝐸𝑎 𝑅 ) - Ea = - 6236,703R Ea = 6236,703R JK/Kmol Ea = 6236,703R J/mol 20.44 Dados: T = 22ºC = 295K; k = 1011 s-1 k = A e-Ea∕RT e-Ea∕RT = k∕A ln e -Ea∕RT = ln k∕A -Ea∕RT = ln k∕A ln k – ln k = -Ea∕RT ln A = -Ea∕RT +ln k ln A = -249 x 103 J.mol-1 ∕8,314J. k-1 .mol-1 x 295K ln A = +101,524 + 25,328 ln A = 126,892
  • 17. A = e126,892 = 1,23 x 1055 20.45 Dados: k = 9,9 x 10-12 cm3 ∕s; T = 1153K; Ea = 1,9kJ.mol-1 k = A e-Ea∕RT A = k∕e-Ea∕RT A = 9,9 x 10-12 cm3 .s-1 ∕exp [1,9kJ.mol-1 ∕8,314J. k-1 .mol-1 .1153K] A = 1,21 x 10-11 (cm3 )s-1 20.56 Cl2 + CH4  CHCl + HCl a) 𝑣 = 𝑘[𝐶𝑙2][𝐶𝐻4] b) Fazendo os experimentos de determinação de velocidade de reação por método das velocidades iniciais para determinar a ordem da reação para cada um dos reagentes. Se a ordem experimental concordar com a predição teórica, há um indício de que o mecanismo proposto está correto.