Determinação da lei de velocidade e constante de velocidade da reação 2C5H6 g C10H12 g - Análise de dados de reação química

1 A reação descrita pela reação 2C5H6 g C10H12 g foi estudada a 100C e os seguintes dados foram observados PC5H60 Torr 200 314 576 v0 Torrs1 576 142 378 Determine a lei de velocidade e a constante de velocidade da reação 2 Para a reação fornecida os seguintes dados foram obtidos T molL1 P Torr v s1 124 096 0775 0655 0560 0500 0442 0402 576 142 378 Determine a ordem da reação em função da concentração o tempo médio de meia vida e o tempo que a concentração igual a 038 molL1 3 A constante de velocidade para a decomposição do N2O5 g à certa temperatura é 170 x 105 s1 a Se a concentração inicial é 0200 molL1 quanto tempo leva para a concentração cair para 0175 molL1 b Qual a concentração depois de 16 horas de reação 4 Considerando que uma reação tem constante de velocidade de 0240 x 103 s1 a 0C e 265 x 103 s1 a 24C Qual a variação de velocidade varia com a temperatura como segue 5 Para certas reações a constante de velocidade varia com a temperatura como segue T K x 103 k s1 280 00867 298 0303 310 114 328 327 338 338 6 Qual a energia de ativação para a reação cuja velocidade dobra quando a temperatura é aumentada de 25C para 40C Se a constante de velocidade da reação a 40C é 262 x 105 s1 qual será a constante de velocidade da reação se a reação for feita a 10C 7 Quando inicialmente 10 molL 110 da concentração reage em 36 min a Qual o tempo da reação se a reação for de primeira ordem b Qual o tempo de reação se a reação for de segunda ordem 8 Para a reação Cl H2 HCl H os valores de lnA e Ea são 109 Jmole e 23 kJmol respectivamente a 60C Determine a constante de velocidade a 60C 9 Peróxido de hidrogênio reage com íon tiosulfato em uma solução ligeiramente ácida H2O2 2S2O32 2H 2H2O S4O62 10 Para a reação O2 g 110 S2O32 110 OH a constante de velocidade a 25C para a reação foi determinada em um único experimento cinético Para ela a ordem da reação e as seguintes concentrações foram obtidas em um único experimento T molL1 O2110 molL1 30 36 43 52 0024 0030 0036 S2O32110 molL1 109 156 16 103 105 138 Qual a velocidade da reação quando 0090 525 100 095 092 085 080 025 020 015 010 005 001 000 é que concentrações de a 11 Assumindo que a velocidade da reação é de primeira ordem em energia de ativação de 1046 kmol1 e o fator de frequência de 50 x 1013 s1 em qual temperatura a reação tem o tempo de meia vida de 10 min 12 Uma solução de A é misturada com igual volume de uma solução B contendo o mesmo número de moles A reação A B C ocorre depois de uma hora 75 de A Reagir com A resta no final de 20 h assumindo a reação de primeira ordem Qual é a ordem de A primeira ordem em A e zero em B b primeira ordem em A e primeira em B c ordem zero em A e primeira em B I 2C5H6 C10H12 v kpC5H6x k 576 200x 142 314x 314200x 142 576 157x 2465 x log 157 log 2465 x 200 A reação é de segunda ordem k 576 200 Torr1 s1 200 Torr2 k 244 104 Torr1 s1 No text to extract only blank space Gráfico que mostra que temos uma realação de segunda ordem 1A em função do tempo Portanto a reação é de segunda ordem Substituindo os valores lnK2K1 EAR 1T1 1T2 ln2651030240103 EA8314 J K1 mol1 1273 K 1297 K EA ln2651030240103 8314 J K1 mol1296104 K1 67458 J mol1 675 kJ mol1 Igualando o fator préexponencial A e desenvolvendo Fazendo k₁ e k₂ para as temperaturas T₁ e T₂ κ A expEART lnκ lnA EAR 1T y b a x Gráfico de lnk em função de 1T Fator de frequência A lnA b 3952 A exp3952 A 156 1017 s1 Energia de ativação EA EAR a 11062 K EA 11062 K 8314 J K1 mol1 EA 91969 J mol1 920 kJ mol1 κ 170 105 s1 Unidade de reação de primeira ordem a N2O5₀ 0200 mol L1 N2O5 0175 mol L1 Primeira ordem A A₀ ekt N2O5 N2O5₀ ekt 01750200 e170105t ln01750200 170105t t 1170105 ln01750200 7855 segundos t 7855 segundos 1 minuto60 segundos 1 hora60 minutos 218 horas b t 16 horas 60 minutos1 hora 60 segundos1 minuto 57600 segundos N2O5₀ 0200 mol L1 N2O5 N2O5₀ ekt 0200 mol L1 e17010557600 N2O5 0075 mol L1 lnA 109 L mol1 s1 Ex 23 kJ mol1 23103 J mol1 T 60C 333 K Arrhenius K A expEART lnA 109 A exp109 k exp109 exp23103 J mol18314 J K1 mol1333 K k 1336 L mol1 s1 CA0 10 mol L1 120 reage em 36 min CA 09 mol L1 após 36 min a Primeira ordem CA CA0 ekt 09 10 ek36 ln09 k36 k ln0936 min 293103 min1 t12 ln2k ln2293103 min1 t12 237 min b Segunda ordem 1CA 1CA0 kt 109 110 k36 k 10936 0031 L mol1 min1 t12 1kCA0 10031 L mol1 min110 mol L1 t12 323 min 6 Velocidade dobra de 25C p 40C K2K1 2 T2 40C 313 e T1 25C 298 K Equação desenvolvida na Questão 4 lnK2K1 EAR 1T1 1T2 ln2 EA8314 J K1 mol1 1298K 1313K Ex ln2 8314 J K1 mol11608104 K1 35 835 J mol1 358 kJ mol1 K 262104 s1 T 313 K t12 T 35C 308 K K40 A expEART40 262104 s1 A exp35835 J mol18314 J K1 mol1313 K A 2505 s1 K35 A expEART35 2505 s1 exp35835 J mol18314 J K1 mol1308 K K35 2095104 s1 t12 ln2K ln22095104 s1 t12 3308 s1 O melhor fit para os dados é de uma reação de primeira ordem Gráfico O melhor fit para os dados é de uma reação de segunda ordem pois temos R² 1 Gráfico Velocidade quando A 1000 M Primeira ordem EA 1046 kJ mol1 1046103 J mol1 A 501013 s1 t12 100 min Primeira ordem t12 ln2 K K ln2 t12 ln2 1 min ln2 60 seg 001155 s1 K A expEART lnK lnA EART lnKA EART T EA R lnKA T 1046103 J mol1 8314 J K1 mol1 ln001155 s1 501013 s1 T 349 K Depois de 1 h 75 A reagiu restam 25 A0 1 A 025 t 1 hora a Primeira ordem em A A A0 ekt ln0251 k 1 hora k 1386 h1 Após 2 h A A0 ekt A 1 e1386 h12h A 00625 625 b Ordem zero em A A A0 kt 025 1 k 1 hora k 075 mol l1 h1 Após 2 h A A0 kt A 1 075 mol l1 h12 h A zero reagiu completamente