Exercício 76
Segundo P. W. Seakins, M. J. Pilling, L. T. Niiranen. D. Gutman e L. N. Krasnoperov. u. Phys. Chem., 1992, 96, p. 9847), os caràmetros de Arthenius da reação
são
, enquanto os paràmetros de Arthenius da reação reversa são
e
. valores vàlidos em uma amola faixa de temperatura em torno da ambiente. Pede-se:
- Discutir o efeito que a temperatura exerce sobre o consumo e a produçāo do radical etila.
Passo 1
O enunciado dá a reação
com parâmetros de Arrhenius da direta
e
, e da inversa
e
. Pede-se discutir como a temperatura afeta o consumo (reação direta) e a produção (reação inversa) do radical etila
. Para isso, vamos usar a equação de Arrhenius.
Passo 2
A expressão geral da constante de velocidade é
onde
é a constante dos gases (
) e
a temperatura em kelvins. Aplicando isso separadamente:
Passo 3
Para a reação direta (consumo de
),
é negativo. Logo, no expoente temos
que diminui quando
aumenta. Assim,
decresce com
, ou seja,
diminui ao elevar a temperatura. Conclusão: o consumo do radical etila fica mais lento com o aumento de
.
Passo 4
Para a reação inversa (produção de
),
é positivo. Então
torna-se menos negativo quando
aumenta, o que faz
crescer com
. Portanto
aumenta ao elevar a temperatura, acelerando a produção do radical etila.
Passo 5
Como a reação direta é exotérmica (soma
igual à variação de entalpia), o aumento de
desloca o equilíbrio no sentido endotérmico, favorecendo a reação inversa. Com isso, além de
diminuir e
aumentar, a concentração de
em equilíbrio cresce com a temperatura.
Resposta
Com o aumento de temperatura, o consumo do radical etila (reação direta) fica mais lento porque
é negativo, enquanto a produção (reação inversa) fica mais rápida devido ao
positivo. No equilíbrio, isso resulta em maior concentração de
a temperaturas mais elevadas.