A energia de ativação da reação de decomposição de
é de
e diminui para
quando a reação é catalisada por
. Calcule a razão das constantes de velocidade para a reação sem catalisador e com
como catalisador.
Passo 1
Tudo bem! Vamos resolver esse problema sobre a velocidade de uma reação química. O enunciado nos dá as energias de ativação da decomposição do peróxido de hidrogênio (
) tanto sem catalisador quanto com
como catalisador. Para calcular a razão das constantes de velocidade nessas duas situações, vamos usar a equação de Arrhenius, que relaciona a constante de velocidade com a energia de ativação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a equação de Arrhenius:
Onde:
-
é a constante de velocidade, -
é o fator pré-exponencial, -
é a energia de ativação, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Queremos encontrar a razão das constantes de velocidade sem catalisador (
) e com catalisador (
):
Note que o fator
cancela, simplificando para:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores fornecidos:
A diferença de energia de ativação é:
Passo 5
Para calcular a razão, precisamos da temperatura. No entanto, como a temperatura não foi fornecida, vamos considerar que a razão das constantes de velocidade depende apenas da diferença das energias de ativação e da constante dos gases. Sem a temperatura específica, não podemos obter um valor numérico exato, mas sabemos que a razão pode ser expressa pela equação derivada.
Resposta
A razão das constantes de velocidade sem catalisador e com
como catalisador é dada por:
Sem a temperatura fornecida, não é possível calcular um valor numérico específico para essa razão.