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Cinética de vias concorrentes e seletividade

ITA · 2ª fase

Um reagente A forma dois produtos estáveis por vias irreversíveis concorrentes: A → B, com velocidade $v_B=k_B[A]$, e A → C, com velocidade $v_C=k_C[A]$. Não ocorrem reações entre B e C. Em cada ensaio, parte-se somente de A, a volume constante. Mediram-se as quantidades de cada espécie divididas pela quantidade inicial de A: Ensaio I: a 300 K, após 100 s, $n_A/n_{A,0}=0{,}50$, $n_B/n_{A,0}=0{,}40$ e $n_C/n_{A,0}=0{,}10$. Ensaio II: a 330 K, após 25,0 s, as frações são 0,50; 0,25 e 0,25, respectivamente. Admita que cada constante segue a equação de Arrhenius, com fator pré-exponencial constante entre 300 e 330 K. Use R = 8,31 J·mol⁻¹·K⁻¹, ln 2 = 0,693, ln 2,5 = 0,916 e ln 10 = 2,303. a) Obtenha $k_B$ e $k_C$, com unidades, em cada temperatura. Justifique como a proporção de produtos revela a razão entre as constantes. b) Calcule as energias de ativação das duas vias. c) Um operador afirma: “Aquecer a 330 K quadruplica a velocidade de desaparecimento de A, logo quadruplica também o rendimento final de B”. Analise as duas partes da afirmação, comparando ensaios com a mesma concentração instantânea de A, e determine a fração de B após consumo praticamente completo de A em cada temperatura.

Abra o treino interativo para responder, consultar uma dica e conferir a resolução. A resolução discursiva é autoavaliada.