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Questão 1

ITA 2020
Química

(ITA - 2020 - 2ª FASE)

Para uma reação reversível de uma etapa 2A +B
ightleftharpoons C+D, a constante de velocidade para a reação direta { k_1 } é de 406  L  mol^{-1} min ^{-1}, e a constante de velocidade para a reação inversa { k_{-1} }, é de { 244  L  mol^{-1} min^{-1} }. A energia de ativação para a reação direta é de { 26,2  kJ  mol^{-1} (E_{a,direta}) }, e para a reação inversa é de{ 42,4  kJ  mol^{-1} (E_{a,inversa}) }.

a) Desenhe um diagrama de energia para essa reação, apresentando os valores de (i) Delta E, (ii) { E_{a,d} }, e (iii) { E_{a,i} }.

b) Discuta o efeito de elevação da temperatura na constante de velocidade direta { (k_1) } e inversa { (k_{-1}) }

c) Calcule a constante de equilíbrio  	ext{ (K) } e descreva o efeito de elevação de temperatura.

Gabarito:

Resolução:

2A +B
ightleftharpoons C+D

k_1=406frac{L}{molcdot min}Rightarrow E_{a,direta}=26,2frac{kJ}{mol}

k_{-1}=244frac{L}{molcdot min}Rightarrow E_{a,inversa}=42,4frac{kJ}{mol}

a) Observe a figura abaixo

Delta E=E_{a,D}-E_{a,I}

Delta E=26,2-42,4 =-16,2frac{kJ}{mol}

b) A elevação da temperatura aumenta as duas constantes. Como Delta E<0 (reação é exotérmica), o efeito do aumento da constante de velocidade da inversa é maior do que o aumento da constante de velocidade da reação direta.

c) Se a constante inversa aumenta mais que a direta, a constante de equilíbrio diminui

k_{eq}=frac{k_1}{k_2}=frac{406}{244}=1,664

 

 

 

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