Para uma fornalha de aço semelhante à que descrevemos no Problema 5.1, refratários de sílica possuem taxas de corrosão de 2   x   10 - 7 m s a 1.345   ° C e de 9   x   10 - 7 m s a 1.510   ° C . Calcule a energia de ativação para a corrosão desses refratários de sílica.

Passo 1

Saudações galerinha! Tudo bem?

Vamos juntos resolver mais um exercício?

Bora lá começar então!

Para resolver este exercício vamos utilizar a relação matemática abaixo:

k = C e - Q / R T ( 1 )

Onde:

K é a taxa de oxidação

C é uma constante pré-exponencial

Q é a energia de ativação

R é a constante universal dos gases

T é a temperatura dada em Kelvin

Inicialmente vamos encontrar a taxa de oxidação desse processo, para isso bastar encontrar a razão:

k =   9   x   10 - 7 2   x   10 - 7

k = 4,5

Transformando a temperatura dada para a escala a ser utilizada teremos:

T K =   T ° C   +   273   , 15

Logo:

T K 1 =   1510   +   273   , 15 = 1783 , 15

T K 2 =   1345   +   2 73   , 15 = 1618 , 15

Consultando o apêndice 2 do livro texto podemos encontrar a constante dos gases como 8,314 J / [ m o l . K ]

Utilizando a relação ( 1 ) , vamos obter

4,5 = e - Q / 8,314   ( 1 178 3,15 - 1 161 8,15 )

4,5 = e - Q / 8,314   ( 5,60   x   10 - 4 -   6,17   x   10 - 4 )

4,5 = e - Q / 8,314   ( - 5,7   x   10 - 5 )

4 , 5 = e - Q / - 4,73   x   10 - 4

l n 4 , 5 =   Q 4,73   x   10 - 4

1,5040 =   Q 4,73   x   10 - 4

1,5040   x 4,73   x   10 - 4   =   Q

Q =   7,11 x   10 - 4     J / m o l

Prontinho!

Te vejo na próxima questão!

Resposta

Q =   7,11 x   10 - 4     J / m o l