LISTA DE EXERCÍCIOS = CINÉTICA QUÍMICA/ESTEQUIOMETRIA
Use o método da meia vida para determinar a ordem e a taxa de reação, usando os seguintes valores de meia vida de concentrações iniciais obtidas através de uma série de experimentos em batelada.
CA 0(mol / L) 1,0 2,0 5,0 10,0
t50(h) 16,0 11,0 7,0 5,0

Passo 1

Resumo do enunciado: temos meia-vidas t1/2 medidas em função de concentrações iniciais CA0 para um ensaio de batelada. O objetivo é usar o método da meia-vida para determinar a ordem da reação n e a constante de velocidade k. O conteúdo é cinética de ordem n e a relação entre t1/2 e CA0.

Passo 2

Para reação de ordem geral nneq1, a meia-vida satisfaz
t1/2 =2^,n-1-1(n-1),k,CA0^,n-1
Tomando logaritmo (base dez) temos
log10t1/2=(1-n),log10CA0+constante,
ou seja, o coeficiente angular de log10t1/2timeslog10CA0 é 1-n.

Passo 3

Calculando log10CA0 e log10t1/2:
Para CA0=1,0,;t1/2=16,0: log10CA0=0, log10t1/2approx1,2041.
Para CA0=10,0,;t1/2=5,0: log10CA0=1, log10t1/2approx0,6990.

Passo 4

O coeficiente angular m da reta é
m=0,6990-1,20411-0approx-0,5051
Como m=1-n, segue n=1-mapprox1+0,5051=1,5051approx1,5.

Passo 5

Para n=1,5, a fórmula da meia-vida torna-se
t1/2 =2^0,5-10,5,k,CA0^0,5 =0,41420,5,k,CA0^0,5 =0,8284k,CA0^0,5
Usando CA0=1,0 e t1/2=16,0,
k=0,828416,0cdot1^0,5approx0,0518
As unidades de k para ordem 1,5 são L^0,5mol^-0,5h^-1.

Resposta

Ordem de reação napprox1,5
Constante de velocidade kapprox0,052 L^0,5mol^-0,5h^-1

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