Relatorio FQ

Determinação da constante de velocidade e tempo de meia vida da reação de decomposição do peróxido de hidrogênio

1- Introdução:

Apesar da termodinâmica permitir prever se um processo pode ocorrer espontaneamente e permitir prever sua composição no equilíbrio, ela não permite dizer nada sobre a velocidade com que o processo ocorre, assim, uma reação termodinamicamente favorável pode ser tão lenta a ponto de não apresentar alterações perceptíveis durante o tempo de vida de um ser humano. Um exemplo clássico é a estabilidade das formas alotrópicas do carbono, o grafite e o diamante: A variação de energia livre na conversão diamante → grafite é de -2,9 kJ/mol a 25⁰C, de modo que a conversão do diamante em grafite é favorável em condições ambientes, mas essa reação envolve a quebra de ligações covalentes entre os átomos de carbono na estrutura rígida do diamante e conversão de uma estrutura tetraédrica tridimensional em uma estrutura plana. A reação de fato é tão difícil que, dentro da nossa expectativa de vida, realmente podemos afirmar que os diamantes são eternos, apesar da termodinâmica demonstrar que sua conversão em grafite é favorável. Portanto, para avaliar se uma reação pode ser executada é necessário conhecer a cinética do processo.
Assim como a velocidade escalar média é definida como a derivada da posição em relação ao tempo, a velocidade de uma reação química é definida através das derivadas das concentrações de reagentes e produtos. Considere uma reação do tipo:

R→P

onde R é um reagente e P é um produto, portanto, a concentração de R deve diminuir durante o decorrer da reação enquanto a concentração de P deve aumentar, portanto, a derivada da concentração de R com o tempo, d[R]/dt, deve ser negativa enquanto a a derivada da concentração de P, d[P]/dt, deve ser positiva. Se para cada mol de R consumido forma-se 1 mol de P, então as duas derivadas possuem o mesmo módulo, porém sinais opostos, e a velocidade da reação é definida como: