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7/21/2019 Relao k Temperatura Ppgem Uff 2015) (2)
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ENERGIA DE ATIVAO E A VARIAO COM A TEMPERATURA
Na maioria dos casos a velocidade observada de uma reao qumica aumenta com o
aumento da temperatura, embora a extenso deste aumento varie muito de reao
para reao.
Conforme uma regra antiga, a velocidade de uma reao aproximadamente.
Em termos de equao de velocidade, a causa da variao da velocidade da reao
com a temperatura reside no fato de a constante de velocidade k variar com atemperatura.
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A relao entre ambas foi descoberta em 1887 porvan't Hoffe, independentemente,em 1889, porArrhenius. Arrhenius realizou um estudo extensivo de sua aplicaopara muitas reaes.
equao de Arrhenius
fator de freqncia
freqncia de colisesfator estricoou
fator de probabilidadeDas equaes de Maxwell-Boltzmann, possvel mostrar
que, para um grande conjunto de molculas reagentes, afrao de molculas que possuem energia pelo menos
igual energia de ativao molarEa seguem este padro.
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De acordo com a equao de Arrhenius, o valor da constante de velocidade k
aumenta com a temperatura.
A equao de Arrhenius til porque expressa a relao quantitativa entre atemperatura, a energia de ativao e a constante de velocidade. Uma de suas
principais aplicaes a determinao da energia de ativao de uma reao,
partindo-se de dados cinticos experimentais a diferentes temperaturas.
Mtodo grfico:
y = mx + b
y
mx
b
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Exemplo
A velocidade de decomposio do N2O5 foi estudada em uma srie de temperaturas
diferentes. Os seguintes valores de constante de velocidade foram encontrados:
Calcule o valor da energia de
ativao para esta reao.
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Soluo
Curva de Arrhenius
nc na o a re a: - , x
Ento,
Ea = - R (inclinao)
= - (8,315 J K-l mol-1) (-1,24 x 104 K)
= 1,03 x 105 J mol-1, ou 103 kJ mol-l
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Exerccio
A velocidade de decomposio do dixido de nitrognio, NO2, foi medida a vrias
temperaturas, e os valores obtidos so os seguintes:
Calcule o valor da energia de ativao da reao.
Resposta: 1,14 x 102 kJ mol-1
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Mtodo analtico
Suponhamos o conhecimento de dois valores de constantes de velocidade k1 e k2, em
duas temperaturas T1 e T2, respectivamente. Ento:
Subtraindo a segunda equao da primeira,
obtemos:
Ou:
Esta equao permite o
clculo de qualquer uma
das cinco variveis k1, k2,T1, T2e Ea
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Exemplo
A constante de velocidade da combinaro de H2 com I2 para formar HI 0,0234 mol-1 L s-1
a 400 C e 0,750 mol-1 L s-1 a 500 C. Calcule a energia de ativao da reao.
Soluo:
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Exerccio
O valor da constante de velocidade para a decomposio do oznio, O3, em oxignio,
O2, 1,9 x 10-9 s-1 a 0 C e 5,0 x 10-3 s-1 a 100 C. Calcule a energia de ativao da
reao.
Resposta: 1,3 x 102 kJ mol-1.
Qual mtodo voc julgaria o melhor para o calculo da Ea, o mtodo grfico ou o
analtico? Justifique sua resposta.