As constantes de taxa transmitem a velocidade de uma reação, permitindo que você saiba com que rapidez ou lentidão um ingrediente na reação será consumido por unidade de volume. Quanto maior a constante de velocidade, mais rápida será a reação e mais rápido será consumido um ingrediente específico. As unidades de uma constante de taxa são a quantidade de reagente consumida dividida pelo tempo e o volume total de reação. Como há mais de um reagente em qualquer reação, é possível calcular constantes de taxa diferentes para a mesma reação.
Calcule o volume onde a reação ocorre. A reação de combustão neste exemplo ocorre em um foguete cilíndrico com 90 centímetros de comprimento e 72 centímetros de diâmetro. O volume deste 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 kg 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 quilos de moléculas de oxigênio foram consumidos por segundo na reação. Uma molécula de hidrogênio, ou dois átomos de hidrogênio, é usada para criar uma molécula de água, então 180 kg de moléculas de hidrogênio foram consumidas por segundo.
Calcule a taxa constante 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 dessa reação é de 245,6 kg de oxigênio por segundo por metro cúbico.
Calcule a constante de taxa em termos de hidrogênio por metro cúbico dividindo 180 kg por 0,3664. Portanto, a constante de taxa dessa reação é de 491,3 kg de hidrogênio por segundo por metro cúbico. Cada constante de taxa é válida porque é calculada usando um reagente diferente como base.
Dica
A incorporação de volume no cálculo da constante de taxa permite que a constante seja aplicada à mesma reação em um diferente volume, desde que as outras condições de reação, como temperatura e distribuição dos reagentes, sejam as mesmas.
