Cinética química - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)
A_Santos
A_Santos8 de Março de 2013

Cinética química - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)

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Apostilas e exercicios de Física da Universidade Federal Fluminense, sobre o estudo da Cinética química.
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Universidade Federal Fluminense - Departamento de Físico-química Disciplina: Físico- Química V - Lista de exercícios – Cinética química – 2/2007

1. A cinética de decomposição de uma substância em solução aquosa foi estudada usando uma serie de

soluções da droga com concentrações iniciais diferentes. Para cada solução foi determinada a meia- vida, com os seguintes resultados Co (mol/L) 4,625 1,698 0,724 0,288 τ ⁄ (min) 87,17 240,1 563,0 1414,4

Determine a ordem da reação e calcule a constante de velocidade. R.: 2; 2,51.10-3 L/mol.min 2. Os dados da tabela seguinte aplicam-se a formação de uréia a partir de cianato de amônio,

. No estado inicial, 22,9 g de cianato de amônio estão dissolvidos em água suficiente para completar 1,00 L de solução. Determinar a ordem da reação, a constante de velocidade e a massa de cianato de amônio remanescente depois de 30 min de reação.

t/min 0 20,0 50,0 65,0 150 m(uréia)/g 0 7,0 12,1 13,8 17,7

3. A reação CH3CONH2 + HCl + H2O ↔ CH3COOH + NH4Cl pode ser acompanhada através de medidas de condutividade do sistema. Ao misturar volumes iguais de soluções 2M de acetamido e HCl, a 63 oC, os seguintes valores são obtidos

t (min) 0 13 34 52 κ (Ω-1.cm-1) 0,409 0,374 0,333 0,310

As condutâncias iônicas equivalentes a 63 oC, para H+, Cl- e NH4- são, respectivamente, 515, 133 e 137 cm2.Eq-1.Ω-1. Desprezando efeitos de não idealidade determine a ordem da reação e o valor da constante de velocidade. R.: primeira ordem; 0,0097 min-1

4. Resultados dacinetica de inversão da sacarose utilizando medidas do angulo de rotação de luz polarizada que passa pela solução são mostrados na tabela abaixo. Determine a constante de velocidade para esta reação. t (seg) 0 1035 3113 4857 9231 12834 18520 26320 32640 ∞ α (o) 11,20 10,35 8,87 7,64 5,19 3,61 1,60 -0,16 -1,10 -3,37

5. lução que inicialmente era 0,075 M em A e 0,080 M em B. Depois de uma hora a concentração de A caiu para 0,045 mol/L.Calcular a constante de velocidade da reação R.: 12,5 h-1M-1

Uma reação de segunda ordem do tipo A + 2B → P foi conduzida numa so

6. m solução ácida a velocidade da reação 2 I2 → H+ + CH3COCH2I + I3

é proporcional a concentra da concentração de iodo. Em

7. A reação ga sa 2 NO + H2 ↔ N2O + H2O segue uma lei de velocidade dada por

os τ1/2 são os tempos para que as espéc ham suas pressões reduzidas a metade do

s τ 1/2 que faltam na tabela. R.: 19,2 s; 415 s.

Hg. R.: 3,8.104 mmHg-2s-1

E CH3COCH3 +

ção do íon H+ e da acetona, e independente t = 0, uma solução continha 115,25 mmol/L de H+, 75,85 mmol/L de acetona e 13,91 mmol/L de iodo. Depois de 166´30´´ a concentração de I2 + I3- é 11,443 mmol/L. Determine a constante de velocidade da reação. R.: 1,705.10-6 (mmol/L)-1min-1.

so

dpN2O / dt = κ pNO2 pH2 ies não em excesso ten

valor inicial. (Temperatura e pressão constantes) a) Determine, explicando por que, o b) Calcule a velocidade especifica a 820 oC. R.: 1.10-7 mmHg-2 s-1 c) Calcule a energia de ativação. R.: 78583,7 cal/mol. d) Calcule τ 1/2 a 820 0C quando poNO = 20 e poH2 = 10 mm Exp. poNO (nn Hg) poH2 (nn Hg) τ 1/2 (s) T (oC)

1 600 10 19,2 820 2 600 20 ? 820 3 10 600 83 0 0, 820 4 20 600 ? 820 5 600 10 10 840

8. Os dados abaixo foram obtidos para a reação em solução aquosa

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Universidade Federal Fluminense - Departamento de Físico-química Disciplina: Físico- Química V - Lista de exercícios – Cinética química – 2/2007

C H2-CH2-COOH CH2-CH2 2-CO

t (min) 0

H2-C -CH OH ↔ O

100 200 300 ∞ [Acido] mol/L 18,23 10,25 7,07 5,80 4,96

Dete valores das consta de ve ade e ca, s ndo que as reações direta e inversa sã de

9. lise e epimerização simultâneas em solução aquosa. A constante de velocidade, determinada experimentalmente, κ κH κE, a 25oC, é 6,96.102 L/mol.h. Análises tem mostrado

hidr

10. Dada a reação consecutiva . Sendo [A]o = 1,0 ] contra t para ⁄ 5, 1 0,5. Em cada caso determinar o instante em que [I] atinge o valor

a reação consecutiva de dois passos na qual κ = 0,5 min e κ = 0,03 min . Se a reação foi iciada com [A] = 0,60 M

máxima?

na reação 2 3 com base no seguinte mecanismo (incompleto)

2

13. Observa-se que uma reação de decomposição de primeira ordem tem as seguintes constantes de

elocidade nas temperaturas mencionadas

rmine os ntes locid specifi abe o de primeira or m.

Pilocarpina sogre hidro

que a porcentagem da forma epimerizada da pilocarpina (isopilocarpina) a 25 oC é 20,62 %. Calcular as constantes de velocidade para a olise, κH, e para epimerização, κE.

R.: 5,48.102 L/mol.h; 1,44.102 L/mol.h

mol.L-1 e κ = 1,0 min-1, fazer o gráfico de [I máximo.

11. Considere -1 -1 in a. Qual o tempo necessário para B atingir sua concentração máxima? b. Qual é esta concentração c. Neste tempo, quais são as concentrações de A e C?

12. Deduzir a lei da cinética da decomposição do ozônio

v κ /(103 s-1) 2,46 45,1 576 θ / oC 0 20,0 40,0

Estimar a energ o da reação.

14. to pré-exponencia o . Os para NO e 2,0 Å para O3. Assuma T = 500 K e a unidade de

ação é 8.10

sa, sa as c o

sconhecida par om uma espécie B , cujo número de carga é +1. As constantes de velocidade para a reação a 25 C são dadas

ia de ativaçã

Use a teoria de colisões para calcular o fa alores dos raios moleculares são 1,4 Å

r l para a reaçã v massa atômica 1,666054.10-27 kg. O valor experimental de A para esta re 11 cm3/mol.s. Calcule o fator estérico R.: 1,65.1014 cm3/mol.s; 0,005

15. Estimar a entropia de ativação e a entalpia de ativação da reação de formação do HI a partir do idrogênio e do iodo, em fase aquo bendo que onstantes de velocidade a 575 K e 781 K sãh

0,1318 e 1349, respectivamente. R.: 162 kJ/mol; 14,5 J/K.mol 16. Uma espécie iônica A de carga de ticipa de uma reação de segunda ordem c

+ o

abaixo para duas diferentes forças iônicas. Assuma a validade da lei de Debye-Huckel e estime o número de carga da espécie A.

I (mol/dm3) 0,1 0,2 k (mol/dm3 s) 1,224. -1 -210 7,21.10

17. A parti xo 5 inar graficamente ΔV# para a solvólise do cloreto de

benzila em solução de acetona-água. R.: -18,7 cm3/mol. p / 102 kPa 1 345 689 1033

r dos dados abai , obtidos a 2 oC, determ

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Universidade Federal Fluminense - Departamento de Físico-química Disciplina: Físico- Química V - Lista de exercícios – Cinética química – 2/2007

k / 10-6 s-1 7,18 9,58 12,2 15,8 18. A 100 po o do H talisada por Pt HI/dt = k1, a altas pressões com

k1 = 50 a 1 A b ress lei de idade torna-se dpHI/dt = k2 pHI com k2 = 50 s-1. Calcule a pressão do HI na qual o valor dede dpHI/dt seria 250 mmHg/s. Assuma que a adsorção

pH 7.1 e temperat ncentração enzimática inicial de 2,8.10 mol/dm as velocidades iniciais em função da

inicial de CO2 são dada

0C, a decom siçã I ca obedece a lei dp 0 mmHg/s 00 oC. aixas p ões a veloc

do HI sobre a platina obedece uma isoterma de Langmuir. R.: 10 mm Hg

19. A reação C catalisada pela enzima anidrase carbônica bovina foi estudada em um equipamento de fluxo interrompido a ura 0,5 oC. Para uma

-9 3co concentração s na tabela abaixo. Encontre κ2 e κM para a reação.

[CO2]/(10-3 mol/dm3) 1,25 2,50 5,00 20,0 vo / (10-4 mol/s.dm3) 0,28 0,48 0,80 1,55 R.: 6,4.104 s-1; 6,4.10-3 mol.s2/dm3

20. Os obtido a constante locidade hidro de sulfato de a em

solu ásica e o eficiente para catalise do solvente. Nesta temperatura pHW = 12,63.

dados seguintes foram s para de ve lítica codeín ção aquosa livre de tampão a 80 0C. Determinar o coeficiente catalítico para catalise b

co 107 κ (s1) 5,50 4,40 2,30 1,25 0,70 pH 11,63 11,53 11,23 10,93 10,63 R.: 5,2.10-6 m -1 -1 -1 -8 -1ol .L .s ; 2,0.10 s

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