Calculadora de velocidade de reacao por Arrhenius
Calcula a constante de velocidade k de uma reacao via equacao de Arrhenius dada A, Ea e T.
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Equação de Arrhenius: dependência da constante de velocidade com a temperatura
A equação de Arrhenius k = A·e^(−Ea/RT) amarra a constante de velocidade k de uma reação química à temperatura absoluta T, em kelvin. A é o fator pré-exponencial, que reúne frequência de colisões e fator de orientação; Ea é a energia de ativação (J/mol); e R = 8,314 J/(mol·K). Svante Arrhenius a propôs em 1889 e levou o Nobel de Química em 1903 pelo conjunto do trabalho. Ela explica a velha regra de bancada de que cada 10°C dobra a velocidade da reação. Vale fazer um exemplo: com A = 1×10¹⁰, Ea = 50.000 J/mol e T = 298,15 K, chega-se a k ≈ 1×10¹⁰·e^(−20,17) ≈ 19. Tirando o ln dos dois lados, ela vira ln k = ln A − Ea/(RT), que é uma reta quando se plota ln k contra 1/T. A inclinação dessa reta dá Ea.
Aplicações e contexto
Aparece na cinética química, na previsão de vida útil de alimentos pelo coeficiente Q10, na estabilidade farmacêutica com o envelhecimento acelerado da ICH Q1A, na química industrial ao projetar reatores, e nos estudos de degradação de baterias e cura de polímeros. Abra quase qualquer artigo de catálise e vai achar uma Ea tirada de um gráfico de Arrhenius.
Perguntas frequentes
Por que exponencial? Só reagem as moléculas com energia acima de Ea, e a distribuição de Maxwell-Boltzmann coloca essa fração em e^(−Ea/RT).
Sempre vale? Nem sempre. Em T muito alta, ou em reações com tunelamento quântico, a reta de ln k contra 1/T deixa de ser reta. Nesses casos recorre-se à equação de Eyring, da teoria do estado de transição.
Como obter Ea experimentalmente? Meça k em algumas temperaturas, plote ln k contra 1/T e multiplique a inclinação por −R.
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