Ano 2023#quimica#cinetica-quimica#lei-de-arrhenius#energia-de-ativacao

Sobre o tema

A Lei de Arrhenius descreve a dependência da constante de velocidade de uma reação química com a temperatura, relacionando-a com a energia de ativação (Ea) e o fator de frequência (A). Essa equação é fundamental na cinética química, pois permite prever como a velocidade de reação se altera com a temperatura, fornecendo insights sobre a barreira energética que os reagentes devem superar. Em problemas práticos, como o ajuste de condições reacionais ou o estudo de mecanismos, a determinação da energia de ativação a partir de dados experimentais é essencial. A relação logarítmica entre k e 1/T possibilita calcular Ea quando se conhecem as constantes de velocidade em diferentes temperaturas.

Tópicos relacionados

  • Lei de Arrhenius
  • Cálculo da energia de ativação
  • Fator pré-exponencial
  • Dependência da constante de velocidade com a temperatura
  • Cinética química

Enunciado

Sabe-se que a constante de velocidade ($k$) de uma reacao e funcao da temperatura ($T$) conforme a Lei de Arrhenius: $k = A\, e^{-E_a/RT}$, em que $A$ e o fator de frequencia e $E_a$ e a energia de ativacao. Em um estudo cinetico, observou-se que a velocidade de uma determinada reacao aumenta 1000 vezes quando a temperatura do meio reacional aumenta de 400 K para 500 K, permanecendo constantes todos os demais parametros iniciais. Assinale a opcao que apresenta a energia de ativacao desta reacao, em kcal mol$^{-1}$, considerando que $A$ e $E_a$ nao dependem da temperatura.

Alternativas

  • A)

    $7{,}3$.

  • B)

    $17{,}3$.

  • C)

    $27{,}3$.

  • D)

    $37{,}3$.

  • E)

    $47{,}3$.

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Perguntas frequentes

O que a energia de ativação representa em uma reação química?

A energia de ativação é a barreira energética mínima que os reagentes devem superar para que a reação ocorra. Ela influencia diretamente a velocidade da reação: quanto menor a Ea, mais rápida a reação a uma dada temperatura.

Como a temperatura afeta a constante de velocidade segundo Arrhenius?

Segundo a Lei de Arrhenius, um aumento na temperatura eleva a constante de velocidade k, pois mais moléculas possuem energia suficiente para superar a barreira de ativação. A relação é exponencial: k = A exp(-Ea/RT).

Qual é o significado do fator de frequência A na equação de Arrhenius?

O fator de frequência A está relacionado à frequência de colisões e à orientação adequada das moléculas reagentes. Ele é considerado constante para uma reação, desde que a temperatura não varie muito.

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