Determine a ordem da reação para a decomposição em fase gasosa de peróxido de di-tercbutila:
Esta reação foi conduzida no laboratório em um sistema batelada isotérmico, no qual a pressão total foi registrada para vários tempos de reação. Somente o peróxido de di-terc-butila puro estava inicialmente presente no reator e a temperatura foi mantida a
.
Tempo
Pressão total
0,0
7,5
2,5
10,5
5,0
12,5
10,0
15,8
15,0
17,9
20,0
19,4
Tempo
|
Pressão total
|
0,0 | 7,5 |
2,5 | 10,5 |
5,0 | 12,5 |
10,0 | 15,8 |
15,0 | 17,9 |
20,0 | 19,4 |
Passo 1
O enunciado trata da decomposição gasosa em batelada isotérmica de peróxido de di-terc-butila
A temperatura é constante a
, só A está presente inicialmente e medimos a pressão total
em mmHg. Queremos determinar a ordem da reação
usando as variações de
.
Passo 2
Determinar a relação entre
e a pressão parcial de A,
.
Como cada mol de A gera 3 mols de gás, , e em volume constante
Como cada mol de A gera 3 mols de gás,
Logo
sendo
mmHg.
Passo 3
Calcular
nos tempos dados:
Passo 4
Testar ordem zero: para
teríamos
isto é,
decresceria linearmente com
. Mas os declives entre pontos não são constantes (
dá
mmHg/min,
dá
mmHg/min, etc.), logo não é zero-ordem.
Passo 5
Testar ordem um: definidos
versus
, para
espera-se reta segundo
Calculando
vemos que
decresce aproximadamente linear com
(declive médio
min
).
Passo 6
Testar ordem dois seria checar
versus
(reta para
), porém os pontos não se alinham bem. A melhor linearidade é obtida em
versus
.
Resposta
A reação é de primeira ordem em peróxido de di-terc-butila.