Cinética química - reação de primeira ordem

CINÉTICA QUÍMICA – REAÇÃO DE PRIMEIRA ORDEM

1-Introdução
As leis cinéticas de velocidade são de grande importância, pois, fornecem expressões precisas para o decorrer da reação e podem ser aplicadas para o cálculo de tempo de reação, rendimento e condições econômicas ótimas. Por meio dessas leis de pode-se ainda esclarecer o mecanismo da reação. No caso de uma equação de primeira ordem a lei cinética diferencial é: d[A]dt=-kA onde, [A] = concentração do reagente. que pode ser diretamente integrada, pois k é uma constante independente de t. Inicialmente, em t = 0 a concentração de A é [A]0, e em um instante t qualquer é [A]. Integrado temos: ln[A][A]0= -kt
Portanto a partir dessa equação se traçarmos um gráfico ln ([A]/[A]0) contra t, teremos uma reta cujo coeficiente angular é -k.
Para uma reação de primeira ordem, o tempo de meia-vida t1/2, que é o tempo necessário para a concentração de um reagente cair à metade de seu valor inicial, não depende da concentração inicial do reagente, mas somente do valor de k, sendo constante durante a reação. Este tempo no caso de uma reação de primeira ordem, é dado por:
-k12=-ln1/2[A][A]0= ln 2
Logo,
t1/2 = ln 2/k
Um exemplo de reação de primeira ordem é a decomposição da água oxigenada. Esta reação pode ser considerada lenta e se processa segundo a equação:
2H2O2(aq) → 2H2O(aq) + O2(g)
Porém este processo pode ser acelerado por meio da adição de um catalisador. Por exemplo, utilizando-se o cloreto férrico ocorre uma diminuição a energia de ativação da reação fazendo com que a decomposição se proceda de forma mais rápida. A reação correspondente é:
H2O2 (aq) + FeCl3 (aq) →[H2O2... FeCl3](aq)
[H2O2... FeCl3] (aq) → H2O (l) + ½ O2 (g) + FeCl3 (aq)
Em contato com ácido sulfúrico a reação torna a se processar de forma lenta, isso porque o ácido reage com o cloreto férrico que se transforma em sulfato.
2-Objetivo
Determinar a constante de velocidade e o tempo de meia-vida da decomposição do