1. Qual o efeito da temperatura sobre a velocidade da reação observado no experimento de degradação do ácido oxálico pelo permanganato? Como se explica a variação da velocidade em função da variação da temperatura?

Passo 1

O enunciado pergunta qual foi o efeito da temperatura sobre a velocidade da reação de degradação do ácido oxálico pelo permanganato e como explicar essa variação. O conteúdo necessário é cinética química: conceito de constante de velocidade e a dependência desta com a temperatura via equação de Arrhenius.

Passo 2

Nos experimentos de cinética observa-se que, ao aumentar a temperatura do meio reacional, a reação corre mais rápido. Em termos práticos, em T maior o tempo necessário para consumir uma dada fração de ácido oxálico diminui e a inclinação da curva de concentração (ou absorbância) versus tempo fica mais acentuada.

Passo 3

Para explicar quantitativamente essa variação usamos a equação de Arrhenius, que relaciona a constante de velocidade k com a temperatura T:
k = A exp!l(-EaR,Tr),
once A é o fator pré-exponencial, Ea a energia de ativação e R a constante universal dos gases.

Passo 4

A equação mostra que, ao aumentar T, o expoente -Ea/(R,T) fica menos negativo, de modo que exp(-Ea/(R,T)) cresce muito. Isso significa que mais moléculas têm energia suficiente para superar a barreira de ativação a cada unidade de tempo, aumentando a frequência de colisões efetivas.

Passo 5

Em termos de distribuição de velocidades moleculares (Maxwell–Boltzmann), elevar a temperatura desloca a curva para energias maiores, aumentando a fração de moléculas com E>= Ea. Logo, tanto a constante k quanto a velocidade da reação aumentam de forma exponencial com a temperatura.

Resposta

A velocidade da reação cresce rapidamente com o aumento da temperatura, pois a constante de velocidade k aumenta segundo
k = A exp!l(-EaR,Tr)
Fisicamente, isso ocorre porque, em temperaturas mais elevadas, uma fração muito maior de moléculas atinge ou supera a energia de ativação Ea, resultando em mais colisões efetivas por segundo e, portanto, em reação mais rápida.

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