A reação de decomposição do
apresenta os seguintes dados cinéticos:
Temperatura
|
Constante Cinética (
|
---|---|
400 |
|
500 |
|
Quais os valores obtidos para a energia de ativação e o fator de frequência, para a decomposição do iodeto de hidrogênio?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre cinética química! A gente tem a reação de decomposição do iodeto de hidrogênio (HI) e queremos encontrar a energia de ativação (
) e o fator de frequência (
) dessa reação. Vamos precisar usar a equação de Arrhenius, que relaciona a constante cinética (
) com a temperatura (
).
Passo 2
Primeiro, vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque nas equações químicas usamos Kelvin. A fórmula é:
Então:
- Para 400°C:
- Para 500°C:
Passo 3
Agora, vamos usar a equação de Arrhenius:
Onde:
-
é a constante cinética, -
é o fator de frequência, -
é a energia de ativação, -
é a constante dos gases (8,314 J/mol·K), -
é a temperatura em Kelvin.
Vamos tirar o logaritmo natural dos dois lados para facilitar:
Passo 4
Como temos duas temperaturas, podemos montar duas equações:
Subtraindo a primeira da segunda:
Isso simplifica para:
Passo 5
Vamos calcular
:
Então:
Passo 6
Agora que temos
, vamos encontrar
usando uma das equações de Arrhenius. Vamos usar
:
Isolando
:
Substituindo os valores:
Resposta
A energia de ativação (
) é aproximadamente
e o fator de frequência (
) é
.