Problema 4 · Fisicoquímica II UB Recull de problemes d'examen: Cinètica Química (Bloc III)

Problema 4. Mètode de velocitats inicials i Arrhenius

En l'estudi cinètic d'una reacció entre les espècies A i B, es manté una concentració de B en excés constant de $[B] = 2{,}5\text{ M}$ a $25\text{ }^\circ\text{C}$, observant-se les velocitats inicials següents:

$[A]_0 / \text{M}$ · 0,2 · 0,6 · 0,8 · 1,0 · 1,4

$v_0 / 10^{-3}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}\text{s}^{-1}$ · 0,4 · 3,6 · 6,5 · 10 · 20,0

Repetint l'assaig a diverses temperatures, s'obtenen les constants pseudoglobal següents:

$T / ^\circ\text{C}$ · 25 · 35 · 45 · 50

$k_{\text{obs}}$ · ? · 0,027 · 0,059 · 0,092

a)

Calculeu l'ordre parcial respecte al reactiu A.

b)

Trobeu la constant observada de velocitat ($k_{\text{obs}}$) a $25\text{ }^\circ\text{C}$ amb les seves unitats.

c)

Sabent que l'ordre parcial respecte a B és 1, calculeu la constant específica real ($k$) a $25\text{ }^\circ\text{C}$.

d)

Determineu els paràmetres de l'equació d'Arrhenius ($E_a$ i factor preexponencial $A$).

e)

Calculeu el temps requerit per consumir el $60\%$ d'A a $50\text{ }^\circ\text{C}$ si la concentració inicial és $[A]_0 = 0{,}5\text{ M}$ i B es troba en excés ($[B]_0 = 2{,}5\text{ M}$).