As constantes de taxa transmitem a velocidade de uma reação, permitindo que você saiba quão rápido ou lento um ingrediente na reação será consumido por unidade de volume. Quanto mais alta a constante de taxa, mais rápido a reação ocorrerá e mais rápido um ingrediente específico será consumido. As unidades de uma constante de taxa são a quantidade de reagente consumida dividida pelo tempo e o volume total da reação. Como há mais de um reagente em qualquer reação, é possível calcular diferentes constantes de velocidade para a mesma reação.
Calcule o volume onde ocorre a reação. A reação de combustão neste exemplo ocorre em um foguete cilíndrico de 90 centímetros de comprimento e 72 centímetros de diâmetro. O volume desse cilindro é igual a Pi vezes o quadrado do raio multiplicado pelo comprimento, ou 3,14 vezes 1296 centímetros quadrados vezes 90 centímetros. O volume é igual a 366.400 centímetros cúbicos, ou 0,3664 metros cúbicos.
Calcule a taxa de consumo dos reagentes. Os resultados do experimento de exemplo mostraram que 180 quilogramas de água foram criados por segundo. A equação da reação química afirma que uma molécula de oxigênio, ou dois átomos de oxigênio, é usada para criar duas moléculas de água. Portanto, podemos dizer que 180 dividido por 2, ou 90 quilogramas de moléculas de oxigênio foram consumidos por segundo na reação. Uma molécula de hidrogênio, ou dois átomos de hidrogênio, são usados para criar uma molécula de água, então 180 quilogramas de moléculas de hidrogênio foram consumidos por segundo.
Calcule a constante de taxa em termos de oxigênio por metro cúbico, dividindo a taxa de consumo de oxigênio pelo volume de reação: 90 kg / s dividido por 0,3664 é igual a 245,6. Portanto, a constante de taxa desta reação é 245,6 quilogramas de oxigênio por segundo por cúbico metro.
Calcule a constante de taxa em termos de hidrogênio por metro cúbico, dividindo 180 quilogramas por 0,3664. Portanto, a constante de velocidade dessa reação é 491,3 quilogramas de hidrogênio por segundo por metro cúbico. Cada constante de taxa é válida porque é calculada usando um reagente diferente como base.
Referências
- Chemical Reaction Engineering, 3rd ed.; Octave Levenspiel
- Elements of Chemical Reaction Engineering, 4ª ed.; H. Scott Fogler
Sobre o autor
Joshua Bush escreve de Charlottesville, Va., Desde 2006, especializando-se em ciência e cultura. Ele é autor de vários artigos em revistas científicas revisadas por pares no campo da engenharia de tecidos. Bush tem um Ph. D. em engenharia química pela Texas A&M University.
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