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Cinética Química

Basicamente a velocidade de uma reação pode ser calculada com base nas

concentrações dos reagentes em função do tempo da reação:

V = [Afinal] – [Ainicial] , onde:

tfinal - tinicial

t se refere ao tempo e [A] é a concentração do reagente A

Fatores que influenciam na velocidade de uma reação

1. Afinidade química

É a tendência que as substâncias químicas possuem para reagirem uma com

as outras. Se a afinidade entre dois reagentes é grande, a reação ocorre com mais

facilidade.

2. Colisões eficazes

A velocidade de uma reação é mais rápida quando as colisões são eficazes ou

seja, alas ocorrem com força, ângulo e freqüência propícios para que as moléculas

consigam se desagregar e formar o complexo ativado. Quando há a predominância de

choque não eficazes, a velocidade da reação é lenta.

3. Catalisador

É uma substância que altera a velocidade de uma reação sem ser consumida durante

o processo. Existem 2 tipos de catalisadores:


a) Positivos – Aumentam a velocidade de uma reação diminuindo a quantidade de

energia de ativação necessária para que a reação ocorra.

b) Negativos ou inibidores – Retardam a velocidade de uma reação.

A representa a reação

sem catalisador.

B representa a reação

com catalisador.

Observe que, com ou sem

catalisador, o ΔH da reação não se altera.

Catálise é o nome dado ao aumento da velocidade provocado pelo catalisador.

Existem dois tipos de catálise:

a) catálise homogênea – O catalisador e os reagentes estão numa mesma fase

física, formando um sistema homogêneo.

b) catálise heterogênea – O catalisador e os reagentes estão em fases físicas

diferentes, formando um sistema heterogêneo.

4. Concentrações dos reagentes

Quanto maior for a concentração dos reagentes, maior é a velocidade da reação

5. Temperatura

Quanto maior for a temperatura, maior será a velocidade de uma reação.

6. Superfície de contato

Quanto maior for a superfície de contato do sólido, maior será a velocidade da reação.


7. Pressão

Em reações em que há a participação dos gases, o aumento da pressão no

sistema, acarreta um aumento da velocidade da reação.

8. Estado físico dos reagentes

De um modo geral, os gases reagem mais fácil e rapidamente do que os

líquidos e estes, mais facilmente do que os sólidos.

9. Presença de luz

Algumas reações sofrem a influência da luz, afetando a velocidade da reação.

Exemplo : A água oxigenada comercial deve ser vendida em frasco escuro e ao abrigo

da luz pois a presença de luz acarreta sua decomposição em água e gás oxigênio.

Lei de velocidade de uma reação ou lei cinética.

A velocidade de uma reação é proporcional à concentração dos reagentes,

elevadas a números que são determinados experimentalmente.

Exemplo: Para a reação : aX + bY → produtos, a lei da velocidade tem a seguinte

expressão:

V = k.[X]m . [Y]n , onde:

k = constante da velocidade que é característica da reação e da temperatura.

[X] e {Y} = concentração molar dos reagentes

m e n = ordem de reação, onde m + n = ordem global da reação.

Mecanismo das reações

Nem sempre as reações químicas ocorrem em apenas uma única etapa. Em geral, elas ocorrem em etapas. Assim, temos dois tipos de reações: a) Elementares – São as que ocorrem em uma etapa única. Nesse caso, as ordens das reação (m e n) coincidem com os coeficientes do balanceamento da equação.


b) Não elementares – São aquelas que ocorrem em mais de uma etapa, sendo que uma delas é mais lenta. A equação da velocidade será, sempre, da etapa mais lenta. Nesse caso, as ordens da reação dependerão da etapa mais lenta.

Exercícios conceituais

1. (UFRJ) A oxidação do brometo de hidrogênio pode ser descrita em três etapas :

I. HBr(g) + O2(g) HOOBr(g) (etapa lenta)

II. HBr(g) + HOOBr(g) 2 HOBr(g) (etapa rápida)

III. HOBr(g) + HBr(g) Br2(g) + H2O(g) (etapa rápida)

Escreva a equação da velocidade da reação de oxidação do brometo de hidrogênio.

2. Experimentalmente, observou-se que a velocidade de formação da substância C,

através da reação :

2 A(g) + B(g) C(g)

é independente da concentração de B e octuplica quando a concentração de A é

dobrada. Escreva a equação da velocidade da reação mencionada.

3. (PUC) No laboratório, o hidrogênio pode ser preparado pela reação de zinco com

solução de ácido clorídrico. Observe as condições especificadas nas experiências

abaixo.

Experiência Temperatura (oC) Zinco Concentração do ácido em mol/litro

I 25 Granulado 1,0

II 25 Granulado 0,5

III 30 Em pó 1,0

IV 30 Em pó 0,5

V 30 Em raspas 1,0

A velocidade da reação é maior em :

a) I b) II c) III d) IV e) V


4. (PUC) Assinale a alternativa incorreta :

a) A pulverização de um sólido influi na velocidade de suas reações. b) Adicionando um catalisador específico para a reação, ele aumenta a velocidade

dessa reação. c) Uma reação química que apresenta energia de ativação extremamente pequena é

muito lenta. d) Se um reagente é gasoso, a variação de sua pressão influi na velocidade da

reação da mesma maneira que a variação de sua concentração. e) A elevação da temperatura aumenta a velocidade da reação química, porque

aumenta o número de partículas com energia superior à energia de ativação da reação.

5. (Unisinos) Nas indústrias químicas, os catalisadores são utilizados em larga escala, sendo responsáveis por inúmeros processos econômicos empregados na obtenção de bens de consumo importantes para o homem moderno.

Podemos afirmar que, nas reações em que atuam, os catalisadores :

a) Aumentam a energia de ativação necessária para a reação. b) Diminuem a variação de entalpia do sistema. c) Atuam somente entre substâncias em solução. d) Diminuem a energia de ativação necessária para a reação. e) Aumentam a variação de entalpia da reação.

6. (Mackenzie) Ao se fazer pão caseiro, coloca-se a massa, em geral coberta, descansando em

lugar mais aquecido, a fim de que cresça. Este fato pode ser interpretado da seguinte forma:

a) Que o leve aumento de temperatura diminui a fermentação da massa. b) Como um modo de evitar que a mistura se torne heterogênea polifásica. c) Que o leve aumento de temperatura aumenta a velocidade de reação dos

componentes da massa. d) Como uma prática caseira e que não está relacionada a fenômeno químico. e) Que o ambiente mais aquecido evita que a massa estrague.

7. Considerando o diagrama de energia abaixo, foram feitas as seguintes afirmações :

Energia

Z

T


X W

Y Produtos

Reagentes K

Caminho da reação

Corrija as afirmações que julgar errada, de modo que se tornem verdadeiras.

a) O H da reação é dado por Y. b) A energia de ativação com catalisador é dada por X. c) A reação é exotérmica. d) O abaixamento da energia de ativação verificado pela adição de um catalisador é

dado por W. e) A reação é endotérmica.

8. São mostradas a seguir três equações e suas respectivas Leis de Velocidade :

I. 2 NO + 2 H2 N2 + 2 H2O V1 = k1 [NO]2[H2]2

II. SO2 + 2 H2 S + 2 H2O V2 = k2 [SO2][H2] III. NO + O3 O2 + NO2 V3 = k3 [NO][O3]

Qual(is) das reações é(são) elementar(es) ? Explique.

9. Determine a equação da velocidade da reação abaixo, supondo-a elementar :

3 Cu + 8 HNO3 3 Cu(NO3)2 + 4 H2O + 2 NO

10. O que acontecerá com a velocidade da reação elementar 2X + Y Z, se dobrarmos a concentração de X e triplicarmos a de Y?

11. A reação : 2A + B C + D , apresenta o seguinte mecanismo :

A + B X (etapa lenta)

A + X C + D (etapa rápida)

Sabendo-se que a constante de velocidade é aproximadamente igual a 2.103 L/mol.s e que as concentrações de A e B são, respectivamente, 6.10-8 e 2.10-8 mol/L, pede-se calcular a velocidade da reação :

2A + B C + D

12. Os dados da tabela abaixo referem-se à reação:

2A + 3B C.


Experimentos [A] mol/L [B] mol/L Veloc (mol.L-1.min-1)

1 1 1 2

2 2 1 4

3 2 2 16

Determine :

a) a expressão da velocidade dessa reação química . b) o valor da constante k. Exercícios avançados

1. (Ufc 2006) Considere as seguintes reações elementares:

etapa lenta

etapa I: HOOH + I−→ HOI + OH−

etapa rápida

etapa II: HOI + I− → I2 + OH−

etapa rápida

etapa III: 2OH− + 2H3O+ → 4H2O

-------------------------------------------------------------

reação global: 2I−+HOOH+2H3O+ → I2+4H2O

a) Qual a etapa determinante da velocidade da reação?

b) Apresente a expressão da lei de velocidade para a reação global.


2. (Unesp) A cinética da reação: 2HgCl2 + C2O4− → 2Cl− + 2CO2(g) + Hg2Cl2(s)

Foi estudada em solução aquosa, seguindo o número de mols de Hg2Cl2 que precipita

por litro de solução por minuto. Os dados obtidos estão na tabela.

Pede-se:

a) Determinar a equação de velocidade da reação.

b) Calcular o valor da constante de velocidade da reação.

c) Qual será a velocidade da reação quando [HgCl2]=0,010M e [C2O42−] = 0,010M?

3. (Ufla 2007) O NO (monóxido de nitrogênio) é um poluente atmosférico formado a

temperaturas elevadas pela reação de N2 e O2. A uma determinada temperatura, a

constante de equilíbrio para a reação é igual a 5,0 × 10−4. Nessa temperatura, as

concentrações de equilíbrio são: NO = 1,0 × 10−5 mol L−1 e N2 = 4,0 × 10−3 mol L−1

Pergunta-se:

a) Qual a concentração molar de O2 nas condições de equilíbrio?

b) Sabendo-se que a constante de velocidade para reação direta é igual a 2,0 × 10−6,

nas condições descritas anteriormente, calcule a constante de velocidade para a

reação inversa.

4. Os dados experimentais para a velocidade de reação, v, indicados no quadro a seguir, foram obtidos a partir dos resultados em diferentes concentrações de reagentes iniciais para a combustão do monóxido de carbono, em temperatura constante.


A equação de velocidade para essa reação pode ser escrita como v = k [CO]a[O2]b,

onde a e b são, respectivamente, as ordens de reação em relação aos componentes

CO e O2.

De acordo com os dados experimentais, é correto afirmar que respectivamente os

valores de a e b são:

a) 1 e 2

b) 2 e 1

c) 3 e 2

d) 0 e 1

e) 1 e 1

5. Observe o gráfico a seguir.

O perfil da reação genérica A → B, nele representado, indica que a energia de

ativação do processo, em kJ, é igual a:

a) 100.

b) 150.

c) 250.

d) 300. e) 400.


6. (Fgv 2006) A energia envolvida nos processos industriais é um dos fatores

determinantes da produção de um produto. O estudo da velocidade e da energia

envolvida nas reações é de fundamental importância para a otimização das condições

de processos químicos, pois alternativas como a alta pressurização de reagentes

gasosos, a elevação de temperatura, ou ainda o uso de catalisadores podem tornar

economicamente viável determinados processos, colocando produtos competitivos no

mercado.

O estudo da reação reversível: A + B ↔ C + D, revelou que ela ocorre em uma única

etapa. A variação de entalpia da reação direta é de −25kJ. A energia de ativação da

reação inversa é + 80kJ. Então, a energia de ativação da reação direta é igual a:

a) −80 kJ.

b) −55 kJ.

c) +55 kJ.

d) +80 kJ.

e) +105 kJ.

7. (Fgv 2007) A indústria petroquímica é comumente dividida em três segmentos: as

empresas de primeira, de segunda e de terceira geração. As empresas de primeira

geração são produtoras de petroquímicos básicos denominados "commodities".

Nessas empresas, o esforço tecnológico atual é fortemente voltado para o aumento de

eficiência de processo, tanto para aumento de produtividade como para melhoria no

grau de pureza do produto, através, principalmente, do desenvolvimento de melhores

catalisadores e do controle de processo. Referente a atuação de um catalisador em

um processo químico, afirma-se que o catalisador:

I. diminui a energia de ativação da reação;

II. aumenta a velocidade da reação;

III. desloca o equilíbrio da reação favorecendo a formação do produto;

IV. torna o processo exotérmico.


Dessas afirmativas, são corretas aquelas citadas apenas em:

a) I e II.

b) I, III e IV.

c) I e IV.

d) II e III.

e) II e IV.

8. (Fuvest) Em solução aquosa ocorre a transformação:

H2O2 + 2I− + 2H+ → 2H2O + I2

(Reagentes) (Produtos)

Em quatro experimentos, mediu-se o tempo decorrido para a formação de mesma

concentração de I2, tendo-se na mistura de reação as seguintes concentrações iniciais

de reagentes:

Esses dados indicam que a velocidade da reação considerada depende apenas da

concentração de:

a) H2O2 e I−.

b) H2O2 e H+.

c) H2O2.

d) H+.

e) I−.


9. (cftmg 2005) Aumentando-se a temperatura em um sistema químico reagente, o

único fator que NÃO se altera é a (o):

a) energia de ativação da reação.

b) tempo para o equilíbrio ser alcançado.

c) energia cinética das partículas reagentes.

d) número de colisões efetivas entre as partículas.

10. (Pucmg 2006) Considere o gráfico a seguir, no qual estão representados o tempo

e a evolução das concentrações das espécies B, C, D e E, que participam de uma

reação química.

A forma CORRETA de representar essa reação é:

a) B + 3 C → D + 2 E

b) D + 2 E → B + 3 C

c) B + 2 C → D + 3 E

d) D + 3 E → B + 2 C


11. (Pucmg 2007) Durante a decomposição da água oxigenada, ocorre a formação de

água e oxigênio, de acordo com a equação:

2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)

Se a velocidade de liberação de oxigênio é 1 × 10−4 mol.s−1, a velocidade de consumo

da água oxigenada em mol.s−1 é:

a) 0,5 × 10−4

b) 1 × 10−4

c) 2 × 10−4

d) 3 × 10−4

12. (Pucsp 2006) Em um laboratório didático, foi estudada a taxa de formação de gás

hidrogênio (H2) durante a ação de uma solução aquosa de ácido clorídrico (HCl) de

concentração 1,0 mol/L sobre metais. Mantendo-se constante a temperatura e a

massa inicial dos metais em todos os experimentos, foi determinado o tempo

necessário para a formação de 20 mL do gás, recolhidos em uma proveta.

A tabela a seguir resume os resultados obtidos.


Analisando os quatro experimentos, um aluno concluiu em seu caderno:

I. Quanto maior a superfície de contato do metal com a solução aquosa, mais lenta é a

formação de H2.

II. O cobre é um metal nobre.

III. O cobre atua como catalisador da reação entre o zinco e o ácido clorídrico.

Das afirmações:

a) apenas II está correta.

b) apenas I e II estão corretas.

c) apenas I e III estão corretas.

d) apenas II e III estão corretas.

e) I, II e III estão corretas.

13. (Pucsp 2007) A reação redox que ocorre entre os íons brometo (Br−) e bromato

(BrO3−) em meio ácido, formando o bromo (Br2) é representada pela equação:

BrO3− (aq) + 5 Br − (aq) + 6 H+

(aq) → 3 Br2(aq) + 3 H2O(l)

Um estudo cinético dessa reação em função das concentrações dos reagentes foi

efetuado, e os dados obtidos estão listados na tabela a seguir.

Considerando as observações experimentais, pode-se concluir que a lei de velocidade para a reação é:


a) v = k [BrO3−] [Br −] [H+]

b) v = k [BrO3−] [Br −] 5 [H+]6

c) v = k [BrO3−]2 [Br −]6 [H+]4

d) v = k [BrO3−] [Br −]3 [H+]2

e) v = k [BrO3−] [Br −] [H+]2

14. (Uel) No estudo cinético de uma reação representada por:

2A(g) + B2(g) → 2AB(g)

Obteve-se os seguintes dados:

A velocidade da reação pode ser expressa pela reação:

a) v = k 2[A]

b) v = k [B2]2

c) v = k [A] [B2]

d) v = k [A]2 [B2]

e) V = K [A] [B2]2


15. (Uem 2004) Os conversores catalíticos automotores, baseados em ligas metálicas

sólidas contendo ródio, paládio ou molibdênio, são dispositivos antipoluição existentes

na maioria dos carros. Sua função é absorver moléculas de gases poluentes e, através

de um processo chamado catálise, oxidar ou decompor esses gases, como mostra o

exemplo abaixo. Para a reação global 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g), na qual NO2

atmosférico é gerado a partir de NO expelido dos escapamentos de automóveis, é

proposto o seguinte mecanismo, em duas etapas:

2 NO(g) ↔ N2O2(g) (etapa rápida)

N2O2(g) + O2(g) → 2 NO2(g) (etapa lenta)

Considerando essas afirmações, assinale o que for correto.

01) A lei de velocidade da etapa lenta é igual a v=k[O2][NO]2.

02) As reações das etapas rápida e lenta podem ser chamadas de reações

bimoleculares.

04) A catálise descrita acima é um exemplo de catálise homogênea.

08) À temperatura e à concentração de NO(g) constantes, se a concentração de O2(g)

duplicar, a reação global será 4 vezes mais rápida.

16) Sendo a lei de velocidade da etapa lenta, obtida experimentalmente, igual a

v=k[N2O2][O2], sua ordem de reação é igual a 2.

16. (Ufjf 2006) Considere o diagrama de energia da reação de decomposição do H2O2

representado.


Assinale a alternativa INCORRETA:

a) A reação de decomposição do H2O2 é exotérmica.

b) A curva "A" apresenta maior energia de ativação que a curva "B".

c) A presença de um catalisador afeta o ∆H da reação.

d) A curva "B" representa a reação com a presença de um catalisador.

e) A letra "Z" representa o ∆H da reação de decomposição do H2O2.

17. (Ufmg 2007) A reação do eteno, C2H4, com hidrogênio, H2, produz etano, C2H6.

Sabe-se que, no equilíbrio, a velocidade de formação dos produtos, V, e a velocidade

inversa, de formação dos reagentes, V', são iguais:

C2H4 (g) + H2 (g) ↔ C2H6 (g) ∆H < 0

Foram realizados dois experimentos envolvendo essa reação, com apenas uma

diferença: um, na presença de catalisador; o outro, na ausência deste.

Comparando-se esses dois experimentos, é CORRETO afirmar que, na reação

catalisada, aumenta:

a) a concentração de etano, no equilíbrio.

b) a quantidade de energia térmica produzida.

c) a rapidez com que as velocidades V e V' se igualam.

d) a velocidade V, enquanto a velocidade V' diminui.

18. (Ufpe) A cinética da reação entre o óxido nítrico e o oxigênio: 2NO + O2 → 2 NO2 ,

é compatível com o seguinte mecanismo:


NO + O2 ↔ OONO (Equilíbrio rápido)

NO + OONO → 2NO2 (reação aberta)

A lei de velocidade para esta reação:

( ) É de primeira ordem em relação ao NO.

( ) É de segunda ordem em relação ao NO2.

( ) É de segunda ordem em relação a ambos os reagentes.

( ) Não apresenta constante de velocidade.

19. (Ufpe 2005) Quando a concentração de 2-bromo-2-metilpropano, C4H9Br dobra, a

velocidade da reação: C4H9Br(aq) + OH−(aq) → C4H9OH (aq) + Br−

(aq), aumenta por um

fator de 2. Se as concentrações de C4H9Br e OH− são dobradas, o aumento da

velocidade é o mesmo: um fator de 2. Com relação a esses dados, analise as

afirmativas a seguir.

1) A lei de velocidade da reação pode ser escrita como: v = k [C4H9Br] [OH−] e,

portanto, a reação é de segunda ordem.

2) A lei de velocidade da reação pode ser escrita como: v = k [C4H9Br] e, portanto, a

reação é de primeira ordem.

3) A lei de velocidade da reação pode ser escrita como: v = k [C4H9Br] e, portanto, a

reação é de primeira ordem, com relação ao C4H9Br, e de ordem zero, com relação ao

íon OH−.

4) Se a concentração de íons OH− triplicar, a velocidade da reação não se altera.

5) A meia-vida, t(1/2), independe da concentração inicial dos reagentes.


Estão corretas:

a) 1, 2, 4 e 5 apenas

b) 1, 3, 4 e 5 apenas

c) 2, 3, 4 e 5 apenas

d) 1 e 5 apenas

e) 1, 2, 3, 4 e 5


20. (Ufrn 2004) A camada de ozônio é considerada a camada protetora do planeta

Terra, pois controla a passagem de raios ultravioletas, que, em excesso, são

considerados prejudiciais aos seres vivos. Ambientalistas, pesquisadores e outros

grupos da sociedade vêm observando o aumento da incidência desses raios sobre a

Terra. A decomposição do ozônio constitui um processo natural que pode ser

acelerado pela presença de poluentes atmosféricos. A equação a seguir representa o

equilíbrio da transformação espontânea do ozônio em oxigênio: 2O3(g) ↔ 3O2(g)

Supõe-se que o processo dessa reação de decomposição ocorra em duas etapas,

segundo o mecanismo:

1a etapa: rápida, reversível: O3(g) ↔ O2(g)+O(g)

2a etapa: lenta: O3(g) + O(g) → 2 O2(g)

A lei que expressa a velocidade da decomposição do ozônio é:

a) v = k [O2]2

b) v = k [O3]

c) v = k [O3].[O]

d) v = k [O2].[O]

21. (Ufrs 2006) Uma reação monomolecular de primeira ordem, em fase gasosa,

ocorre com uma velocidade de 5,0 mol.L−1min−1 quando a concentração do reagente é

de 2,0 mol.L−1. A constante de velocidade dessa reação, expressa em min−1, é igual a:

a) 2,0.

b) 2,5.

c) 5,0.

d) 7,0.

e) 10,0.


22. (Ufsc 2007) A combustão do dióxido de enxofre é uma etapa intermediária na

fabricação de ácido sulfúrico. Essa reação se processa de acordo com a equação I:

2 SO2(g) +1 O2(g) → 2 SO3(g) + 198 kJ (I)

À temperatura ambiente, o dióxido de enxofre é oxidado muito lentamente pelo oxigênio. Porém, em presença de monóxido de nitrogênio, a reação se processa rapidamente, de acordo com as equações II e III:

2 NO(g) + 1 O2(g) → 2 NO2(g) (II)

2 SO2(g) + 2 NO2(g) → 2 SO3(g) + 2 NO(g) (III)

Com relação às informações do enunciado, é CORRETO afirmar que:

(01) a concentração de monóxido de nitrogênio durante a formação do SO3 é

constante.

(02) o monóxido de nitrogênio atua como inibidor.

(04) a adição de catalisador altera a entalpia da reação.

(08) a formação do SO3, à temperatura ambiente e na ausência de monóxido de

nitrogênio, é um processo cinéticamente desfavorável.

(16) a formação do SO3 é um processo endotérmico.

(32) o monóxido de nitrogênio atua como catalisador diminuindo a energia de ativação

da reação.

23. (Unitau) Seja a reação elementar de decomposição:

2N2O5 → 4NO2 + O2.

Podemos afirmar que:

a) a velocidade da reação pode ser calculada pela expressão v=k[N2O5]2.

b) a velocidade da reação pode ser calculada na forma: v=k[NO2]4.[O2].[N2O5]

2.

c) a ordem global da reação é 5.

d) é uma reação endotérmica, por causa do O2.

e) é uma reação exotérmica, por causa do NO2.


24. (Unitau) Na reação de dissociação térmica do HI(g), a velocidade de reação é

proporcional ao quadrado da concentração molar do HI. Se triplicarmos a

concentração do HI, a velocidade da reação:

a) aumentará 6 vezes.

b) aumentará 9 vezes.

c) diminuirá 6 vezes.

d) diminuirá 9 vezes.

e) diminuirá 3 vezes

25. Num laboratório, foram efetuadas diversas experiências para a reação:

2H2 + 2NO N2 + 2H2O

Experiência [H2] mol/l [NO] mol/l Veloc (mol.L-1.s-1)

1 0,10 0,10 0,10

2 0,20 0,10 0,20

3 0,10 0,20 0,40

4 0,30 0,10 0,30

5 0,10 0,30 0,90

Com os resultados das velocidades iniciais obtidos, montou-se a tabela acima. Determine :

a) A equação da velocidade para essa reação. b) Se a reação é elementar ou não. c) A ordem global da reação. d) A ordem da reação em relação ao H2. e) A ordem da reação em relação ao NO.

26. Os dados abaixo referem-se à reação 3 A + B + C A2B + AC realizada a 25 oC e as concentrações molares são dadas em mol/L..


[A] [B] [C] V (mol.L.s-1)

0,5 0,5 0,5 0,02

0,5 0,5 1,0 0,02

0,5 1,0 0,5 0,04

1,0 0,5 0,5 0,08

Responda :

a) Qual a equação da velocidade dessa reação ? b) O processo é elementar? Justifique. c) Calcule o valor da constante de velocidade. d) Qual a ordem global da reação? e) Qual a ordem da reação em relação à C?

27. Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de nitrogênio, NO2, com o ozônio, O3 :

NO2(g) + O3(g) NO3(g) + O2(g)

Os seguintes dados foram coletados nessa reação, a 25 oC :

Concentração de NO2 (mol/l) Concentração de O3 (mol/l) Velocidade (mol/l.s)

5,0 . 10-5 1,0 . 10-5 2,2 . 10-2

5,0 . 10-5 2,0 . 10-5 4,4 . 10-2

2,5 . 10-5 2,0 . 10-5 2,2 . 10-2

a) Qual a expressão da lei da velocidade? b) Qual o valor da constante de velocidade para essa reação ? c) A reação é elementar ou não elementar? d) Qual a ordem global da reação? 28. Dado o processo : 2A + B + 3C Produtos, foi obtida experimentalmente a seguinte tabela :

Experiência [A] (mol/l) [B] (mol/l) [C] (mol/l) Velocidade inicial (mol/l-1 s-1)

I 0,1 0,2 0,3 0,1

II 0,1 0,4 0,3 0,4

III 0,1 0,4 0,6 0,4

IV 0,2 0,4 0,6 3,2


Com base nessas informações, determine :

a) a lei da velocidade da reação. b) A constante de velocidade (k) c) Trata-se de uma reação elementar ou não elementar? d) Qual a ordem global da reação? e) Qual a ordem da reação para cada um dos reagentes?

29. (Vunesp-SP) A oxidação do íon iodeto pelo peróxido de hidrogênio em meio ácido ocorre segundo a equação química balanceada :

H2O2 + 3 I-+ 2H+ 2 H2O + (I3)-

Medidas de velocidade de reação indicaram que o processo é de primeira ordem em relação à concentração de cada um dos reagentes. a) Escreva a equação da velocidade da reação. b) Trata-se de uma reação elementar ou não elementar ? Justifique.

30. ( Cefet-PR) A reação: NO2 + CO → CO2 + NO é de segunda ordem em relação ao NO2 e de ordem zero em relação ao CO. Em determinadas condições de pressão e temperatura, essa reação ocorre com velocidade v. Se triplicarmos a concentração de NO2 e duplicarmos a concentração de CO, qual será a nova velocidade da reação?

31. (PUC) Em determinada experiência, a reação de formação da água está ocorrendo com o consumo de 4 mols de oxigênio por minuto. Consequentemente, a velocidade de consumo de hidrogênio é de :

a) 2 mol/min b) 4 mol/min c) 8 mol/min d) 12 mol/min e) 16 mol/min

32. Considere a equação: 2 NO2(g) + 4 CO(g) N2(g) + 4 CO2(g)

Admita que a formação do N2 ocorra numa velocidade média constante igual a 0,5 mol/L.min. Assinale a opção que mostra a velocidade de consumo do CO2 em mol/L.min.

a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 5,0


33.(Esal-MG) Das proposições abaixo, relacionadas com a cinética química, a única falsa é:

a) A velocidade de uma reação pode ser medida pelo consumo de reagentes na unidade de tempo.

b) A colisão entre as partículas químicas é necessária para que haja reação. c) Temperaturas e catalisadores são fatores que influenciam na velocidade da

reação. d) A concentração dos reagentes afeta a velocidade da reação. e) A natureza dos reagentes não exerce influência na velocidade de reação.

34. Experimentalmente, observou-se que a velocidade de formação da substância C, através da reação: 2 A(g) + B(g) C(g) é independente da concentração de B e quadruplica quando a concentração de A é dobrada. Escreva a equação da velocidade da reação mencionada.

35. Foram obtidos os seguintes dados experimentais para a reação : X + Y → Z

[X] mol/L

[Y] mol/L

Velocidade de formação de Z (mol/L.s)

0,30 0,15 9,00 . 10-3

0,60 0,30 3,60 . 10-2

0,30 0,30 1,80 . 10-2

a) Qual é a equação da velocidade para a formação de Z ? b) Qual é a ordem global da reação ? c) Qual o valor da constante de velocidade (k) dessa reação ?

36. (ITA) Uma certa reação química é representada pela equação: 2 A + 2 B → C, onde A, B e C significam as espécies químicas que são colocadas para reagir. Verificou-se experimentalmente, numa certa temperatura, que a velocidade desta reação quadruplica com a duplicação da concentração da espécie A, mas não depende das concentrações das espécies B e C.

a) Escreva a equação da velocidade para a formação de C. b) Qual é a ordem global da reação? c) Qual a ordem da reação em relação à B?

37. (PUC) Em determinada experiência, a reação de formação da água está ocorrendo com o consumo de 8 mols de oxigênio por minuto. Conseqüentemente, a velocidade de consumo de hidrogênio é de :

a) 2 mol/min b) 4 mol/min


c) 8 mol/min d) 12 mol/min e) 16 mol/min

38. (F.Objetivo) Considere a reação reversível : A + B C + D. A variação de entalpia ( H) da reação direta é + 15 kcal; e a energia de ativação da reação inversa é 70 kcal. A energia de ativação da reação direta é :

a) 85 kcal b) 50 kcal c) 35 kcal d) 70 kcal e) 55 kcal


Gabarito dos exercícios conceituais

1. v=k[HBr][O2] – Equação da etapa mais lenta que comanda a velocidade da reação

global.

2. v=k[A]3

3. C

4. C

5. D

6. C

7. I – O H da reação é dado por K.

II – Energia de ativação com catalisador é dado por Y

III – A reação é endotérmica.

IV – O abaixamento da energia de ativação verificado pela adição de um

catalisador é dado por Z.

V – Está correta.

8 I e III são elementares, pois os expoentes da equação da velocidade coincidem

com os coeficientes da reação química.

9 v=k[Cu]3[HNO3]8

10. v=k[X]2[Y]

v=k[2X]2[3Y]

v=k[4][3]

v=12k

11. v=k[A][B]

v=2.103.6.10-8.2.10-8

v=24.10-13mol/L.s

12. a) v=k[A][B]2


b) Substituindo os valores da primeira linha da tabela na equação da velocidade,

temos:

2=k.1.1

k=2

Gabarito dos exercícios avançados

1. a) A etapa determinante da velocidade da reação é a etapa lenta. Portanto, etapa I.

b) v = k[HOOH][ I−]

2. a) V = k [HgCl2] . [C2O42−]2

b) k = 8,0.10−3

c) V = 8,0.10−9mol. L−1. min−1

3. a) N2(g) + O2(g) → 2NO

Kc = [NO]2/([N2][O2])

5 × 10−4 = (1,0 × 10−5)2/(4,0 × 10−3 × [O2])

[O2] = 5,0 ×10−5 mol L−1.

b) v(direta) =K1[N2][O2]; v(inversa) = K2[NO]2

No equilíbrio v(direta) = v(inversa), então:

K1[N2][O2] = K2[NO]2

2,0 × 10−6 × 4,0 × 10−3 × 5,0 ×10−5 = K2(1,0 × 10−5)2

K2 = 4,0 × 10−3.

4. [A]

5. [D]

6. [C]


7. [A]

8. [A]

9. [A]

10. [C]

11. [C]

12. [D]

13. [E]

14. [D]

15. 2 + 16 = 18

16. [C]

17. [C]

18. V F F F

19. [C]

20. [C]

21. [B]

22. 01 + 08 + 32 = 41

23. [A]

24. [B]

25. a) v=k[H2][NO]2

b) Não elementar, pois os expoentes da equação da velocidade não coincidem com os coeficientes da equação química.

c) 1+2=3

d) ordem 1

e) 2a ordem

26. a) v=k[A]2[B]


b) Não, pois os expoentes da equação da velocidade não coincidem com os

coeficientes da equação química.

c) Utilizando os valores da primeira linha na equação da velocidade, temos:

0,02=k[0,5]2[0,5] k=0,02/0,125 k=0,16 L2/mol2.s

d) 2+1=3

e) 0 ordem

27. a) v=k[O3][NO2]

b) Utilizando os valores da primeira linha na equação da velocidade, temos:

2,2.10-2=k[5.10-5][10-5] 2,2.10-2=k.5.10-10 k=2,2.10-2/5.10-10

k=0,44.108 L/mol.s

c) A reação é elementar.

d) 2a ordem

28. a) v=k[A]3[B]2[C]0

b) Utilizando os valores da primeira linha na equação da velocidade, temos:

0,1=k[0,1]3[0,2]2 0,1=k.4.10-5 k=0,025.105 k=025.102

L4/mol4.s

c) A reação é não elementar.

d) 3+2=5 : 5a ordem

e) A = ordem 3; B=ordem 2 e C ordem zero

29. a) v=k[H2O2][I-][H+]

b) Não elementar, pois os expoentes da equação da velocidade não coincidem com os coeficientes da equação química.

30. v=k[NO2]2[CO]0 v=k[3]2[2]0 v=9k A velocidade será 9 vezes

maior.

31. C

32. B

33. E


34. v=k[A]2

35. a) v=k[X][Y]

b) 1+1=2 : ordem 2 ou segunda ordem

c) Utilizando os valores da primeira linha na equação da velocidade, temos:

9.10-3=k[0,3][0,15] 9.10-3=k.0,045 k=200.10-3 k=0,2

L/mol.s

36. a) v=k[A]2[B]0

b) Ordem 2

c) zero

37. E

38 .A

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Cinética Química - professormazzei.files.wordpress.com · energia de ativação necessária para que a reação ocorra. b) Negativos ou inibidores – Retardam a velocidade de uma