Acredita-se que a isomerização de cis-2-wolfteno para trans-2-wolfteno seja elementar. A cinética da reação foi estudada em um reator batelada, isotérmico e volume constante. A tabela a seguir mostra os resultados de uma corrida a
, usando ramsoil como solvente. Determine a ordem de reação e a constante de velocidade.
Concentrações de cis-e trans-2-wolfteno em ramsoil como uma função do tempo a
Tempo (h)
Concentraçāo (mol/l)
cis-2-wolfteno
trans-2-wolfteno
0
1,00
0
1
0,821
-
2
0,700
-
4
0,522
-
8
0,380
-
96
0,310
-
168
0,310
0.690
Tempo (h) | Concentraçāo (mol/l) | |
cis-2-wolfteno | trans-2-wolfteno | |
0 | 1,00 | 0 |
1 | 0,821 | - |
2 | 0,700 | - |
4 | 0,522 | - |
8 | 0,380 | - |
96 | 0,310 | - |
168 | 0,310 | 0.690 |
Passo 1
O enunciado descreve a isomerização
num reator batelada isotérmico e de volume constante. Foram medidas as concentrações de cis ao longo do tempo até o equilíbrio, onde em
h temos
mol L
e
mol L
.
Como a reação elementar é reversível de primeira ordem em cada sentido, vamos usar a cinética reversível de primeira ordem para determinar a ordem e as constantes.
Como a reação elementar é reversível de primeira ordem em cada sentido, vamos usar a cinética reversível de primeira ordem para determinar a ordem e as constantes.
Passo 2
Para reação reversível de primeira ordem
, a lei integrada é
onde
e
são as constantes direta e reversa, e
é a concentração de equilíbrio de
.
Passo 3
Aqui
,
mol L
e
mol L
. Para cada tempo
calculamos
e verificamos que
depende linearmente de
.
Passo 4
Tabela resumida dos cálculos:
O coeficiente angular dessa reta é
. Calculando
em cada ponto, obtemos valores em torno de
h
.
Passo 5
Tomando-se uma média dos declives, achamos
Passo 6
Para completar, a constante de equilíbrio vale
e como
temos
resolvendo:
Resposta
A reação é de primeira ordem (reversível) e