A entalpia de adsorção do CO sobre uma superficie é de
. Estime a vida média de uma molécula de CO sobre a superficie do adsorvente a 400 K .
Passo 1
O enunciado nos dá a entalpia de adsorção do CO sobre uma superfície como
e pede para estimar a vida média
de uma molécula de CO adsorvida a
. O conteúdo necessário é cinética de desorção tratada por uma lei de Arrhenius, em que a entalpia de adsorção fornece a barreira de energia para a reação inversa (desorção).
Passo 2
Para estimar a vida média usamos que a taxa de desorção
segue
onde
é a energia de ativação à desorção,
é a constante universal dos gases e
é o fator pré-exponencial (frequência de tentativa de salto). A vida média da molécula sobre a superfície é
Passo 3
Convertendo e definindo os parâmetros:
,
,
.
Para superfícies costuma-se adotar .
Calculemos o termo exponencial:
Para superfícies costuma-se adotar
Calculemos o termo exponencial:
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Passo 4
Agora o valor de
e de
:
Resposta
A vida média de uma molécula de CO adsorvida a
é da ordem de
(aproximadamente 7 min).