Os dados da tabela seguinte aplicam-se à formação da uréía a partir do cianato de amônio,
. No estado inicial,
de cianato de amònio estāo dissolvidos em água suficiente para completar
de solução. Determine a ordem da reação, a constante de velocidade e a massa de cianato de amónio remanescente depois de 300 min de reação.
t/min
0
20,0
50,0
65,0
150
m(uréia)
0
7,0
12,1
13,8
17,7
| t/min | 0 | 20,0 | 50,0 | 65,0 | 150 |
| m(uréia)
|
0 | 7,0 | 12,1 | 13,8 | 17,7 |
Passo 1
O enunciado trata da reação de conversão de ureia a partir de cianato de amônio,
numa solução de volume
,L. Inicialmente temos
,g de
, que correspondem a
A massa de ureia formada em cada tempo dá diretamente a quantidade de reagente consumida (1:1 molar, mesmo PM), então podemos calcular
e testar as leis integradas de ordem zero, um e dois para achar a ordem da reação e a constante
.
Passo 2
Converter as massas de ureia em concentrações de
remanescente:
Para cada massa de ureia temos
mol em 1 L de solução, consumidos de
.
- t min:
.
- t min:
consumido
, logo
.
- t min:
consumido
, logo
.
- t min:
consumido
, logo
.
- t min:
consumido
, logo
.
Para cada massa
- t
- t
- t
- t
- t
Passo 3
Testar ordem zero, um e dois:
- Ordem zero:
vs.\ não é linear ( varia). - Ordem um:
vs.\ dá coeficientes de declive não constantes. - Ordem dois:
vs.\ dá reta quase perfeita.
Calculando o declive entre
e
:
Logo a reação é de segunda ordem e
Passo 4
Determinar a massa de
após
,min usando a lei integrada de segunda ordem:
Isso em mol/L dá
mol em 1 L, que em massa é
Resposta
A reação é de segunda ordem,
,
e restam aproximadamente de
após
,min.
e restam aproximadamente