9 Na decomposição térmica de uma nitrila orgânica obtiveram-se os seguintes dados da variação da concentração com o tempo:
0
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
nitrila
1,50
1,26
1,07
0,92
0,81
0,72
0,65
0,40
Determine a ordem da reação e a constante de velocidade.
|
|
0 | 2,00 | 4,00 | 6,00 | 8,00 | 10,00 | 12,00 |
|
||
|
1,50 | 1,26 | 1,07 | 0,92 | 0,81 | 0,72 | 0,65 | 0,40 |
Passo 1
Temos dados experimentais da decomposição térmica de uma nitrila onde a concentração
não vai a zero, mas a um valor limite
. O fato de
tender a um valor finito sugere que há reversibilidade ou equilíbrio, e portanto o decaimento obedece à lei de primeira ordem reversível. Vamos usar a forma integrada dessa cinética para determinar a ordem e a constante de velocidade.
Passo 2
Para uma reação A ⇄ produtos com constantes
(direto) e
(reverso), a forma integrada é
Aqui
e
. Se definirmos
esperamos
, ou seja, uma reta de coeficiente angular
.
Passo 3
Calculamos para dois instantes, por exemplo
e
:
Para
,
Para
,
O coeficiente angular é
Passo 4
Como obtivemos boa linearidade e usamos a lei integrada de primeira ordem reversível, a ordem global em relação à nitrila é de primeira ordem. A constante observada é
Resposta
Ordem da reação: primeira ordem (reversível).
Constante de velocidade observada: .
Constante de velocidade observada: