ITA 2020 (2ª fase) — Questão 1

Para uma reação reversível de uma etapa $\mathrm{2A + B \rightleftharpoons C + D}$, a constante de velocidade para a reação direta, $k_1$, é de $406\ \mathrm{L\ mol^{-1}\ min^{-1}}$, e a constante de velocidade para a reação inversa, $k_{-1}$, é de $244\ \mathrm{L\ mol^{-1}\ min^{-1}}$. A energia de ativação para a reação direta é de $26{,}2\ \mathrm{kJ\ mol^{-1}}$ ($E_{a,\text{direta}}$), e para a reação inversa é de $42{,}4\ \mathrm{kJ\ mol^{-1}}$ ($E_{a,\text{inversa}}$).

a) Desenhe um diagrama de energia para essa reação, apresentando os valores de (i) $\Delta E$, (ii) $E_{a,d}$, e (iii) $E_{a,i}$.

b) Discuta o efeito de elevação da temperatura na constante de velocidade direta ($k_1$) e inversa ($k_{-1}$).

c) Calcule a constante de equilíbrio ($K$) e descreva o efeito de elevação de temperatura.