5 As constantes de velocidade para a reação de segunda ordem entre átomos de oxigênio e hidrocarbonetos aromáticos foram determinadas experimentalmente (R. Atkinson e J. N. Pitts, J. Phys. Chem. 79, 295 (1975)). Na reação com benzeno, as constantes de velocidade são
a
a 341,2 K , e
a
. Determine o fator pré-exponencial e a energia de ativação da reação.
Passo 1
O enunciado fornece três constantes de velocidade de segunda ordem para a reação entre átomos de oxigênio e benzeno:
– a
– a
– a
Queremos ajustar esses dados à equação de Arrhenius
–
–
–
Queremos ajustar esses dados à equação de Arrhenius
para determinar o fator pré-exponencial
e a energia de ativação
.
Passo 2
Linearizando a equação de Arrhenius obtemos
Tomando dois pontos
e
, eliminamos
e isolamos
:
Aqui
.
Passo 3
Usando os dados extremos
e
:
Logo
Passo 4
Para obter
, usamos
Por exemplo, com
:
Fazendo o mesmo com os outros pontos dá valores muito próximos; fica razoável adotar
.
Resposta
Energia de ativação:
Fator pré-exponencial:
Fator pré-exponencial: