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SEMINARIO DE QUIMICA APLICADA A LA BIOLOGÍA
Tema 4 Curso 2013-
1.- Dados los cuatro perfiles energéticos A-D siguientes:
A B
C D
coord. de reacción
E
coord. de reacción
E
coord. de reacción
E
coord. de reacción
E
Asocie cada uno de los cuatro diagramas de energía con los tipos de reacción siguientes: a) Reacción exotérmica lenta. b) Reacción endotérmica rápida. c) Reacción exotérmica rápida. d) Reacción endotérmica lenta.
2.- El siguiente perfil energético, corresponde a la reacción de formación de ozono a partir de oxígeno:
coordenada de reacción
E
a) Señale en cuantas etapas ocurre b) Indique el signo de la entalpía de la reacción. c) ¿Cuál es la etapa lenta de la reacción? d) ¿Cómo será el diagrama si se introduce un catalizador de la última etapa?
3.- Para la reacción en fase gaseosa:
CO + NO 2 CO 2 + NO
la ecuación de velocidad es v = k[NO 2 ]^2. Justifica si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) La velocidad de desaparición del CO es igual que la velocidad de desaparición del NO 2. b) La constante de velocidad no depende de la temperatura porque la reacción se produce en fase gaseosa. c) El orden total de la reacción es 2. d) Las unidades de la constante de velocidad serán M·s
4.- Represente los perfiles energéticos para la transformación de A en B o en C , teniendo en cuenta que las reacciones transcurren en un solo paso y que la interconversión entre A y B es el proceso más rápido de los que tienen lugar en la reacción.
B A
B (^) A
C
C
E
coordenada de reacción
a) ¿Qué producto predomina si la reacción se lleva a cabo en condiciones de control termodinámico? b) ¿Qué producto predomina si la reacción se lleva a cabo durante un periodo corto de tiempo de reacción?
5.- Una reacción química transcurre del siguiente modo:
A + B E C + D
k 1 k^2
Sabiendo que E es el intermedio de reacción, indique: a) El perfil energético de la reacción sabiendo que k 2 > k 1 y que es un proceso exotérmico. Señale sobre la gráfica el estado de transición de la etapa rápida y el de la etapa lenta, así como las energías de activación correspondientes a ambas etapas. b) Escriba la ecuación de velocidad de la reacción, sabiendo que es una reacción de orden 2. ¿Qué unidades tiene la constante de velocidad para este proceso? c) Si se añade un catalizador que acelera la primera etapa de la reacción de tal modo que ahora k 1 > k 2. ¿Cuál será ahora el perfil energético de la reacción? Indique sobre la gráfica, la energía de activación que controla, ahora, la velocidad de la reacción global.
6.- Teniendo en cuenta que la vida media del proceso de desactivación radiactiva del 14 C es de 5720 años y la abundancia natural del isótopo de 14 C en la materia viva es de 1,1·10-3^ mol %: a) Calcule la constante de velocidad de la reacción teniendo en cuenta que sigue una cinética de primer orden. b) Calcule la edad de un objeto obtenido en una excavación arqueológica con un contenido de isótopo de (^14) C de 0,89·10-4 (^) mol %.
Solución: a) k = 1,21·10-4^ años; b) 20750 años.
7.- La reacción de descomposición de una sustancia A es de primer orden. Cuando se parte de una disolución 0,10 M en A , al cabo de 60 s se ha transformado el 5,0% de dicha sustancia. a) Calcula la constante de velocidad. b) Calcula el porcentaje de A que se habrá descompuesto al cabo de 60 s, si se parte de una disolución 0,05 M.
Solución: k = 8,55·10-4^ s-1; b) 5,0 %
