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RESOLUÇÃO DA LISTA DE EXERCÍCIOS DA TERCEIRA UNIDADE 01) Explique, utilizando a teoria das colisões, em que consiste uma colisão eficaz. Uma colisão eficaz é um choque entre as moléculas dos reagentes que culmina com a formação de produtos. Esta colisão ocorre com as partículas dos reagentes em posição geométrica favorável à formação de produtos e com energia cinética igual ou superior à energia de ativação da reação. Além disso, é necessário que exista uma alta frequência de colisão. 02) Quais são as condições necessárias para que uma reação química possa ocorrer? - Os reagentes devem ser postos em contato; - Deve existir afinidade química entre os reagentes (a variação de energia livre do sistema reacional para a formação de produtos deve ser negativa); - De acordo com a teoria cinética das colisões as moléculas dos reagentes precisam estar orientadas de forma apropriada (geometria favorável) à ocorrência de colisões eficazes. - E a energia cinética das moléculas reagentes que colidem deve ser maior ou igual a energia de ativação da reação. 03) Explique o que é o complexo ativado. É uma estrutura intermediária instável (com ligações parcialmente formadas), composta pela combinação de reagentes em uma reação, que pode prosseguir no sentido de se tranformar em produtos ou se separar para reestabelecer os reagentes. A medida da energia do complexo ativado em relação a energia dos reagentes é a energia de ativação da reação. 04) Explique, de acordo com a teoria das colisões e do estado ativado, por que existem reações que são rápidas e outras lentas. De acordo com a teoria das colisões uma reação é mais lenta ou mais rápida dependendo da quantidade de partículas reagentes com orientação adequada para a colisão eficaz e com energia cinética igual ou superior a energia de ativação. Quanto maior é a fração das partículas de reagentes nessas condições mais rápida é a reação. De acordo com a teoria do estado ativado a velocidade uma reação depende da energia de ativação, logo a diminuição da energia de ativação ou o aumento do número de partículas com energia cinética maior ou igual a energia de ativação aumentará a velocidade da reação . Enquanto que o aumento da energia de ativação ou a diminuição do número de partículas de reagentes com energia cinética maior ou igual a energia de ativação a velocidade da reação será menor. Um catalisador aumenta a velocidade da reação porque diminui a energia de ativação da reação. O aumento da superfície de contato e o aumento na concentração dos reagentes tornam a reação mais rápida porque aumentam a probabilidade de colisões eficazes. 05) Alguns medicamentos são apresentados na forma de comprimidos que, quando ingeridos, se dissolvem lentamente no líquido presente no tubo digestório, garantindo um efeito prolongado no

Resolução lista terceira_unidade

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Page 1: Resolução lista terceira_unidade

RESOLUCcedilAtildeO DA LISTA DE EXERCIacuteCIOS DA TERCEIRA UNIDADE

01) Explique utilizando a teoria das colisotildees em que consiste uma colisatildeo eficaz

Uma colisatildeo eficaz eacute um choque entre as moleacuteculas dos reagentes que culmina com a formaccedilatildeo de

produtos Esta colisatildeo ocorre com as partiacuteculas dos reagentes em posiccedilatildeo geomeacutetrica favoraacutevel agrave

formaccedilatildeo de produtos e com energia cineacutetica igual ou superior agrave energia de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo Aleacutem

disso eacute necessaacuterio que exista uma alta frequecircncia de colisatildeo

02) Quais satildeo as condiccedilotildees necessaacuterias para que uma reaccedilatildeo quiacutemica possa ocorrer

- Os reagentes devem ser postos em contato

- Deve existir afinidade quiacutemica entre os reagentes (a variaccedilatildeo de energia livre do sistema reacional para a

formaccedilatildeo de produtos deve ser negativa)

- De acordo com a teoria cineacutetica das colisotildees as moleacuteculas dos reagentes precisam estar orientadas de

forma apropriada (geometria favoraacutevel) agrave ocorrecircncia de colisotildees eficazes

- E a energia cineacutetica das moleacuteculas reagentes que colidem deve ser maior ou igual a energia de ativaccedilatildeo

da reaccedilatildeo

03) Explique o que eacute o complexo ativado

Eacute uma estrutura intermediaacuteria instaacutevel (com ligaccedilotildees parcialmente formadas) composta pela combinaccedilatildeo

de reagentes em uma reaccedilatildeo que pode prosseguir no sentido de se tranformar em produtos ou se separar

para reestabelecer os reagentes A medida da energia do complexo ativado em relaccedilatildeo a energia dos

reagentes eacute a energia de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo

04) Explique de acordo com a teoria das colisotildees e do estado ativado por que existem reaccedilotildees que satildeo

raacutepidas e outras lentas

De acordo com a teoria das colisotildees uma reaccedilatildeo eacute mais lenta ou mais raacutepida dependendo da quantidade de

partiacuteculas reagentes com orientaccedilatildeo adequada para a colisatildeo eficaz e com energia cineacutetica igual ou

superior a energia de ativaccedilatildeo Quanto maior eacute a fraccedilatildeo das partiacuteculas de reagentes nessas condiccedilotildees mais

raacutepida eacute a reaccedilatildeo

De acordo com a teoria do estado ativado a velocidade uma reaccedilatildeo depende da energia de ativaccedilatildeo logo a

diminuiccedilatildeo da energia de ativaccedilatildeo ou o aumento do nuacutemero de partiacuteculas com energia cineacutetica maior ou

igual a energia de ativaccedilatildeo aumentaraacute a velocidade da reaccedilatildeo Enquanto que o aumento da energia de

ativaccedilatildeo ou a diminuiccedilatildeo do nuacutemero de partiacuteculas de reagentes com energia cineacutetica maior ou igual a

energia de ativaccedilatildeo a velocidade da reaccedilatildeo seraacute menor

Um catalisador aumenta a velocidade da reaccedilatildeo porque diminui a energia de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo

O aumento da superfiacutecie de contato e o aumento na concentraccedilatildeo dos reagentes tornam a reaccedilatildeo mais

raacutepida porque aumentam a probabilidade de colisotildees eficazes

05) Alguns medicamentos satildeo apresentados na forma de comprimidos que quando ingeridos se

dissolvem lentamente no liacutequido presente no tubo digestoacuterio garantindo um efeito prolongado no

organismo Contudo algumas pessoas por conta proacutepria amassam o comprimido antes de tomaacute-lo Que

inconveniente existe nesse procedimento

Aumenta-se a superfiacutecie de contato entre o comprimido e o liacutequido digestivo o que provoca um aumento

na velocidade da reaccedilatildeo que acontece e o efeito do remeacutedio se torna mais curto

06) Deduza as equaccedilotildees de

a) 1deg Ordem

b) 2deg Ordem

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 1deg ordem

d) Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 2deg ordem

a) 1deg Ordem

Para uma reaccedilatildeo de primeira ordem global A rarr B + C por exemplo a velocidade de desaparecimento

do reagente1 eacute dada por

Velocidade de desaparecimento de A = k[A]

Velocidade de desaparecimento de A = d[A]

dt

De modo que k[A] = d[A]

dt

Organizando a equaccedilatildeo d[A]

kd[A]

t

Podemos integrar a equaccedilatildeo para saber como [A] varia em funccedilatildeo do tempo O tempo inicial da reaccedilatildeo eacute

quando os reagentes satildeo colocados em contato e eacute igual a zero

t

0

[A]

[A]

d[A]kd

[A]

t

ot

Como o valor de ndashk eacute constante podemos tiraacute-lo da integral

t

0

[A]

[A]

d[A]k d

[A]

t

ot

Como dx

lnx

x e dx x

1 A concentraccedilatildeo em molL do reagente A eacute dada por [A]

t

0

[A]

0 [A]k ln[A]

t

t rarr t 0k 0 ln[A] ln[A]t

t 0kt ln[A] ln[A] rarr

Como t

t 0

0

[A]ln[A] ln[A] ln

[A] rarr

t

0

[A]kt ln

[A]

Para acharmos a concentraccedilatildeo de A a qualquer momento kt

t 0[A] [A] e

b) 2deg Ordem

Para uma reaccedilatildeo de segunda ordem global A rarr B + C por exemplo a velocidade de desaparecimento do

reagente eacute dada por

Velocidade de desaparecimento de A = k[A]2

Velocidade de desaparecimento de A = d[A]

dt

De modo que k[A] 2

= d[A]

dt

Organizando a equaccedilatildeo 2

d[A]kd

[A]t

Podemos integrar a equaccedilatildeo para saber como [A] varia em funccedilatildeo do tempo

t

0

[A]

2[A]

d[A]kd

[A]

t

ot

Como o valor de ndashk eacute constante podemos tiraacute-lo da integral

t

0

[A]

2[A]

d[A]k d

[A]

t

ot

Equaccedilatildeo de 1ordf ordem

Como 2

dx 1

x x e dx x

t

0

[A]

0

[A]

k 1

[A]

t

t rarr 0t

1

[A]

1k 0

[A]t

t 0

1 1kt

[A] [A] multiplicando tudo por (-1)

t 0

1 1kt

[A] [A]

Isolando [A]t

Para acharmos a concentraccedilatildeo de A a qualquer momento 0

t

0

[A][A]

1+kt[A]

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 1deg ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de primeira ordem eacute

t

0

[A]kt ln

[A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

Equaccedilatildeo de 2ordf ordem

0

12

0

[A]

2kt ln[A] resolvendo o termo em parecircnteses

0

0

0

0

[A]

2ln ln[A]

1

2

[A] 1ln

2 [A]

12

1

2-k lnt isolando o t12 12

1ln

2

-kt como 0693

1ln

2

12

0693

kt rarr 12

0693

kt

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 2ordf ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de segunda ordem eacute

t 0

1 1kt

[A] [A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

0 0

1 1kt

[A] [A]

2

rarr 12

00

2 1kt

[A] [A] rarr 12

0

1kt

[A]

Isolando o t12 12

0

1t

k[A]

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 1ordf ordem

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 2ordf ordem

07) Considere a reaccedilatildeo na fase gasosa entre o oacutexido niacutetrico e o bromo a 273 degC 2NO(g) + Br2(g) rarr

2NOBr(g) Os seguintes dados para a taxa inicial de aparecimento de NOBr foram obtidos

a) Determine a lei de taxa

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

a) Determine a lei de taxa

Sabe-se que a lei de taxa eacute dada pelo produto da constante de velocidade da reaccedilatildeo e das concentraccedilotildees

dos reagentes elevadas as ordens desses reagentes na reaccedilatildeo Precisamos descobrir a ordem dos reagentes

na reaccedilatildeo

PASSO 1 ndash Definir os reagentes da reaccedilatildeo que se deseja determinar a lei de taxa

Reagentes circulados na reaccedilatildeo abaixo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente NO

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de Br2 satildeo iguais nos experimentos 1 e 2 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 016 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de ordem 2 em relaccedilatildeo ao NO

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Comparando as concentraccedilotildees dos reagentes nos experimentos 1 e 2

A concentraccedilatildeo de Br 2 eacute constante nos dois experimentos 020 molmiddotL-1

Mas a concentraccedilatildeo de NO- eacute alterada No experimento 1 eacute 010 molmiddotL

-1 e no experimento 2 eacute

025 molmiddotL-1

de modo que qualquer alteraccedilatildeo na velocidade teraacute sido produzida em funccedilatildeo da

alteraccedilatildeo na concentraccedilatildeo do NO

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente Br -

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de NO satildeo iguais nos experimentos 1 e 3 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 040 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de primeira ordem com relaccedilatildeo ao Br2

PASSO 6 ndash Montar a lei de taxa da reaccedilatildeo com os dados de ordem de reaccedilatildeo com relaccedilatildeo a cada

reagente usando a seguinte relaccedilatildeo [ ] [ ] [ ] [ ]m n p qv k A B C Z

Onde m n p e q satildeo as ordens da reaccedilatildeo para os reagentes A B C e Z respectivamente calculadas pelo

processo aqui apresentado

Escolhemos os experimentos 1 e 3 porque a concentraccedilatildeo de Br 2 varia e a

concentraccedilatildeo de NO natildeo

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 2: Resolução lista terceira_unidade

organismo Contudo algumas pessoas por conta proacutepria amassam o comprimido antes de tomaacute-lo Que

inconveniente existe nesse procedimento

Aumenta-se a superfiacutecie de contato entre o comprimido e o liacutequido digestivo o que provoca um aumento

na velocidade da reaccedilatildeo que acontece e o efeito do remeacutedio se torna mais curto

06) Deduza as equaccedilotildees de

a) 1deg Ordem

b) 2deg Ordem

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 1deg ordem

d) Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 2deg ordem

a) 1deg Ordem

Para uma reaccedilatildeo de primeira ordem global A rarr B + C por exemplo a velocidade de desaparecimento

do reagente1 eacute dada por

Velocidade de desaparecimento de A = k[A]

Velocidade de desaparecimento de A = d[A]

dt

De modo que k[A] = d[A]

dt

Organizando a equaccedilatildeo d[A]

kd[A]

t

Podemos integrar a equaccedilatildeo para saber como [A] varia em funccedilatildeo do tempo O tempo inicial da reaccedilatildeo eacute

quando os reagentes satildeo colocados em contato e eacute igual a zero

t

0

[A]

[A]

d[A]kd

[A]

t

ot

Como o valor de ndashk eacute constante podemos tiraacute-lo da integral

t

0

[A]

[A]

d[A]k d

[A]

t

ot

Como dx

lnx

x e dx x

1 A concentraccedilatildeo em molL do reagente A eacute dada por [A]

t

0

[A]

0 [A]k ln[A]

t

t rarr t 0k 0 ln[A] ln[A]t

t 0kt ln[A] ln[A] rarr

Como t

t 0

0

[A]ln[A] ln[A] ln

[A] rarr

t

0

[A]kt ln

[A]

Para acharmos a concentraccedilatildeo de A a qualquer momento kt

t 0[A] [A] e

b) 2deg Ordem

Para uma reaccedilatildeo de segunda ordem global A rarr B + C por exemplo a velocidade de desaparecimento do

reagente eacute dada por

Velocidade de desaparecimento de A = k[A]2

Velocidade de desaparecimento de A = d[A]

dt

De modo que k[A] 2

= d[A]

dt

Organizando a equaccedilatildeo 2

d[A]kd

[A]t

Podemos integrar a equaccedilatildeo para saber como [A] varia em funccedilatildeo do tempo

t

0

[A]

2[A]

d[A]kd

[A]

t

ot

Como o valor de ndashk eacute constante podemos tiraacute-lo da integral

t

0

[A]

2[A]

d[A]k d

[A]

t

ot

Equaccedilatildeo de 1ordf ordem

Como 2

dx 1

x x e dx x

t

0

[A]

0

[A]

k 1

[A]

t

t rarr 0t

1

[A]

1k 0

[A]t

t 0

1 1kt

[A] [A] multiplicando tudo por (-1)

t 0

1 1kt

[A] [A]

Isolando [A]t

Para acharmos a concentraccedilatildeo de A a qualquer momento 0

t

0

[A][A]

1+kt[A]

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 1deg ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de primeira ordem eacute

t

0

[A]kt ln

[A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

Equaccedilatildeo de 2ordf ordem

0

12

0

[A]

2kt ln[A] resolvendo o termo em parecircnteses

0

0

0

0

[A]

2ln ln[A]

1

2

[A] 1ln

2 [A]

12

1

2-k lnt isolando o t12 12

1ln

2

-kt como 0693

1ln

2

12

0693

kt rarr 12

0693

kt

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 2ordf ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de segunda ordem eacute

t 0

1 1kt

[A] [A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

0 0

1 1kt

[A] [A]

2

rarr 12

00

2 1kt

[A] [A] rarr 12

0

1kt

[A]

Isolando o t12 12

0

1t

k[A]

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 1ordf ordem

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 2ordf ordem

07) Considere a reaccedilatildeo na fase gasosa entre o oacutexido niacutetrico e o bromo a 273 degC 2NO(g) + Br2(g) rarr

2NOBr(g) Os seguintes dados para a taxa inicial de aparecimento de NOBr foram obtidos

a) Determine a lei de taxa

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

a) Determine a lei de taxa

Sabe-se que a lei de taxa eacute dada pelo produto da constante de velocidade da reaccedilatildeo e das concentraccedilotildees

dos reagentes elevadas as ordens desses reagentes na reaccedilatildeo Precisamos descobrir a ordem dos reagentes

na reaccedilatildeo

PASSO 1 ndash Definir os reagentes da reaccedilatildeo que se deseja determinar a lei de taxa

Reagentes circulados na reaccedilatildeo abaixo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente NO

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de Br2 satildeo iguais nos experimentos 1 e 2 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 016 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de ordem 2 em relaccedilatildeo ao NO

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Comparando as concentraccedilotildees dos reagentes nos experimentos 1 e 2

A concentraccedilatildeo de Br 2 eacute constante nos dois experimentos 020 molmiddotL-1

Mas a concentraccedilatildeo de NO- eacute alterada No experimento 1 eacute 010 molmiddotL

-1 e no experimento 2 eacute

025 molmiddotL-1

de modo que qualquer alteraccedilatildeo na velocidade teraacute sido produzida em funccedilatildeo da

alteraccedilatildeo na concentraccedilatildeo do NO

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente Br -

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de NO satildeo iguais nos experimentos 1 e 3 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 040 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de primeira ordem com relaccedilatildeo ao Br2

PASSO 6 ndash Montar a lei de taxa da reaccedilatildeo com os dados de ordem de reaccedilatildeo com relaccedilatildeo a cada

reagente usando a seguinte relaccedilatildeo [ ] [ ] [ ] [ ]m n p qv k A B C Z

Onde m n p e q satildeo as ordens da reaccedilatildeo para os reagentes A B C e Z respectivamente calculadas pelo

processo aqui apresentado

Escolhemos os experimentos 1 e 3 porque a concentraccedilatildeo de Br 2 varia e a

concentraccedilatildeo de NO natildeo

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 3: Resolução lista terceira_unidade

t

0

[A]

0 [A]k ln[A]

t

t rarr t 0k 0 ln[A] ln[A]t

t 0kt ln[A] ln[A] rarr

Como t

t 0

0

[A]ln[A] ln[A] ln

[A] rarr

t

0

[A]kt ln

[A]

Para acharmos a concentraccedilatildeo de A a qualquer momento kt

t 0[A] [A] e

b) 2deg Ordem

Para uma reaccedilatildeo de segunda ordem global A rarr B + C por exemplo a velocidade de desaparecimento do

reagente eacute dada por

Velocidade de desaparecimento de A = k[A]2

Velocidade de desaparecimento de A = d[A]

dt

De modo que k[A] 2

= d[A]

dt

Organizando a equaccedilatildeo 2

d[A]kd

[A]t

Podemos integrar a equaccedilatildeo para saber como [A] varia em funccedilatildeo do tempo

t

0

[A]

2[A]

d[A]kd

[A]

t

ot

Como o valor de ndashk eacute constante podemos tiraacute-lo da integral

t

0

[A]

2[A]

d[A]k d

[A]

t

ot

Equaccedilatildeo de 1ordf ordem

Como 2

dx 1

x x e dx x

t

0

[A]

0

[A]

k 1

[A]

t

t rarr 0t

1

[A]

1k 0

[A]t

t 0

1 1kt

[A] [A] multiplicando tudo por (-1)

t 0

1 1kt

[A] [A]

Isolando [A]t

Para acharmos a concentraccedilatildeo de A a qualquer momento 0

t

0

[A][A]

1+kt[A]

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 1deg ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de primeira ordem eacute

t

0

[A]kt ln

[A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

Equaccedilatildeo de 2ordf ordem

0

12

0

[A]

2kt ln[A] resolvendo o termo em parecircnteses

0

0

0

0

[A]

2ln ln[A]

1

2

[A] 1ln

2 [A]

12

1

2-k lnt isolando o t12 12

1ln

2

-kt como 0693

1ln

2

12

0693

kt rarr 12

0693

kt

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 2ordf ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de segunda ordem eacute

t 0

1 1kt

[A] [A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

0 0

1 1kt

[A] [A]

2

rarr 12

00

2 1kt

[A] [A] rarr 12

0

1kt

[A]

Isolando o t12 12

0

1t

k[A]

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 1ordf ordem

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 2ordf ordem

07) Considere a reaccedilatildeo na fase gasosa entre o oacutexido niacutetrico e o bromo a 273 degC 2NO(g) + Br2(g) rarr

2NOBr(g) Os seguintes dados para a taxa inicial de aparecimento de NOBr foram obtidos

a) Determine a lei de taxa

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

a) Determine a lei de taxa

Sabe-se que a lei de taxa eacute dada pelo produto da constante de velocidade da reaccedilatildeo e das concentraccedilotildees

dos reagentes elevadas as ordens desses reagentes na reaccedilatildeo Precisamos descobrir a ordem dos reagentes

na reaccedilatildeo

PASSO 1 ndash Definir os reagentes da reaccedilatildeo que se deseja determinar a lei de taxa

Reagentes circulados na reaccedilatildeo abaixo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente NO

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de Br2 satildeo iguais nos experimentos 1 e 2 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 016 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de ordem 2 em relaccedilatildeo ao NO

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Comparando as concentraccedilotildees dos reagentes nos experimentos 1 e 2

A concentraccedilatildeo de Br 2 eacute constante nos dois experimentos 020 molmiddotL-1

Mas a concentraccedilatildeo de NO- eacute alterada No experimento 1 eacute 010 molmiddotL

-1 e no experimento 2 eacute

025 molmiddotL-1

de modo que qualquer alteraccedilatildeo na velocidade teraacute sido produzida em funccedilatildeo da

alteraccedilatildeo na concentraccedilatildeo do NO

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente Br -

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de NO satildeo iguais nos experimentos 1 e 3 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 040 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de primeira ordem com relaccedilatildeo ao Br2

PASSO 6 ndash Montar a lei de taxa da reaccedilatildeo com os dados de ordem de reaccedilatildeo com relaccedilatildeo a cada

reagente usando a seguinte relaccedilatildeo [ ] [ ] [ ] [ ]m n p qv k A B C Z

Onde m n p e q satildeo as ordens da reaccedilatildeo para os reagentes A B C e Z respectivamente calculadas pelo

processo aqui apresentado

Escolhemos os experimentos 1 e 3 porque a concentraccedilatildeo de Br 2 varia e a

concentraccedilatildeo de NO natildeo

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 4: Resolução lista terceira_unidade

Como 2

dx 1

x x e dx x

t

0

[A]

0

[A]

k 1

[A]

t

t rarr 0t

1

[A]

1k 0

[A]t

t 0

1 1kt

[A] [A] multiplicando tudo por (-1)

t 0

1 1kt

[A] [A]

Isolando [A]t

Para acharmos a concentraccedilatildeo de A a qualquer momento 0

t

0

[A][A]

1+kt[A]

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 1deg ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de primeira ordem eacute

t

0

[A]kt ln

[A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

Equaccedilatildeo de 2ordf ordem

0

12

0

[A]

2kt ln[A] resolvendo o termo em parecircnteses

0

0

0

0

[A]

2ln ln[A]

1

2

[A] 1ln

2 [A]

12

1

2-k lnt isolando o t12 12

1ln

2

-kt como 0693

1ln

2

12

0693

kt rarr 12

0693

kt

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 2ordf ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de segunda ordem eacute

t 0

1 1kt

[A] [A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

0 0

1 1kt

[A] [A]

2

rarr 12

00

2 1kt

[A] [A] rarr 12

0

1kt

[A]

Isolando o t12 12

0

1t

k[A]

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 1ordf ordem

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 2ordf ordem

07) Considere a reaccedilatildeo na fase gasosa entre o oacutexido niacutetrico e o bromo a 273 degC 2NO(g) + Br2(g) rarr

2NOBr(g) Os seguintes dados para a taxa inicial de aparecimento de NOBr foram obtidos

a) Determine a lei de taxa

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

a) Determine a lei de taxa

Sabe-se que a lei de taxa eacute dada pelo produto da constante de velocidade da reaccedilatildeo e das concentraccedilotildees

dos reagentes elevadas as ordens desses reagentes na reaccedilatildeo Precisamos descobrir a ordem dos reagentes

na reaccedilatildeo

PASSO 1 ndash Definir os reagentes da reaccedilatildeo que se deseja determinar a lei de taxa

Reagentes circulados na reaccedilatildeo abaixo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente NO

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de Br2 satildeo iguais nos experimentos 1 e 2 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 016 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de ordem 2 em relaccedilatildeo ao NO

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Comparando as concentraccedilotildees dos reagentes nos experimentos 1 e 2

A concentraccedilatildeo de Br 2 eacute constante nos dois experimentos 020 molmiddotL-1

Mas a concentraccedilatildeo de NO- eacute alterada No experimento 1 eacute 010 molmiddotL

-1 e no experimento 2 eacute

025 molmiddotL-1

de modo que qualquer alteraccedilatildeo na velocidade teraacute sido produzida em funccedilatildeo da

alteraccedilatildeo na concentraccedilatildeo do NO

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente Br -

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de NO satildeo iguais nos experimentos 1 e 3 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 040 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de primeira ordem com relaccedilatildeo ao Br2

PASSO 6 ndash Montar a lei de taxa da reaccedilatildeo com os dados de ordem de reaccedilatildeo com relaccedilatildeo a cada

reagente usando a seguinte relaccedilatildeo [ ] [ ] [ ] [ ]m n p qv k A B C Z

Onde m n p e q satildeo as ordens da reaccedilatildeo para os reagentes A B C e Z respectivamente calculadas pelo

processo aqui apresentado

Escolhemos os experimentos 1 e 3 porque a concentraccedilatildeo de Br 2 varia e a

concentraccedilatildeo de NO natildeo

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 5: Resolução lista terceira_unidade

0

12

0

[A]

2kt ln[A] resolvendo o termo em parecircnteses

0

0

0

0

[A]

2ln ln[A]

1

2

[A] 1ln

2 [A]

12

1

2-k lnt isolando o t12 12

1ln

2

-kt como 0693

1ln

2

12

0693

kt rarr 12

0693

kt

c) tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo de 2ordf ordem

A equaccedilatildeo de uma reaccedilatildeo de segunda ordem eacute

t 0

1 1kt

[A] [A]

Sabemos que a meia vida (t12) de uma reaccedilatildeo eacute o tempo necessaacuterio para que a concentraccedilatildeo de um

reagente caia a metade de seu valor inicial isto eacute no tempo de meia vida 0

t

[A][A]

2

Para achar o tempo de meia vida a partir da equaccedilatildeo de primeira ordem substituiacutemos t por t12 e t[A] por

0[A]

2

0 0

1 1kt

[A] [A]

2

rarr 12

00

2 1kt

[A] [A] rarr 12

0

1kt

[A]

Isolando o t12 12

0

1t

k[A]

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 1ordf ordem

Tempo de meia vida para uma reaccedilatildeo

de 2ordf ordem

07) Considere a reaccedilatildeo na fase gasosa entre o oacutexido niacutetrico e o bromo a 273 degC 2NO(g) + Br2(g) rarr

2NOBr(g) Os seguintes dados para a taxa inicial de aparecimento de NOBr foram obtidos

a) Determine a lei de taxa

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

a) Determine a lei de taxa

Sabe-se que a lei de taxa eacute dada pelo produto da constante de velocidade da reaccedilatildeo e das concentraccedilotildees

dos reagentes elevadas as ordens desses reagentes na reaccedilatildeo Precisamos descobrir a ordem dos reagentes

na reaccedilatildeo

PASSO 1 ndash Definir os reagentes da reaccedilatildeo que se deseja determinar a lei de taxa

Reagentes circulados na reaccedilatildeo abaixo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente NO

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de Br2 satildeo iguais nos experimentos 1 e 2 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 016 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de ordem 2 em relaccedilatildeo ao NO

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Comparando as concentraccedilotildees dos reagentes nos experimentos 1 e 2

A concentraccedilatildeo de Br 2 eacute constante nos dois experimentos 020 molmiddotL-1

Mas a concentraccedilatildeo de NO- eacute alterada No experimento 1 eacute 010 molmiddotL

-1 e no experimento 2 eacute

025 molmiddotL-1

de modo que qualquer alteraccedilatildeo na velocidade teraacute sido produzida em funccedilatildeo da

alteraccedilatildeo na concentraccedilatildeo do NO

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente Br -

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de NO satildeo iguais nos experimentos 1 e 3 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 040 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de primeira ordem com relaccedilatildeo ao Br2

PASSO 6 ndash Montar a lei de taxa da reaccedilatildeo com os dados de ordem de reaccedilatildeo com relaccedilatildeo a cada

reagente usando a seguinte relaccedilatildeo [ ] [ ] [ ] [ ]m n p qv k A B C Z

Onde m n p e q satildeo as ordens da reaccedilatildeo para os reagentes A B C e Z respectivamente calculadas pelo

processo aqui apresentado

Escolhemos os experimentos 1 e 3 porque a concentraccedilatildeo de Br 2 varia e a

concentraccedilatildeo de NO natildeo

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 6: Resolução lista terceira_unidade

07) Considere a reaccedilatildeo na fase gasosa entre o oacutexido niacutetrico e o bromo a 273 degC 2NO(g) + Br2(g) rarr

2NOBr(g) Os seguintes dados para a taxa inicial de aparecimento de NOBr foram obtidos

a) Determine a lei de taxa

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

a) Determine a lei de taxa

Sabe-se que a lei de taxa eacute dada pelo produto da constante de velocidade da reaccedilatildeo e das concentraccedilotildees

dos reagentes elevadas as ordens desses reagentes na reaccedilatildeo Precisamos descobrir a ordem dos reagentes

na reaccedilatildeo

PASSO 1 ndash Definir os reagentes da reaccedilatildeo que se deseja determinar a lei de taxa

Reagentes circulados na reaccedilatildeo abaixo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente NO

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de Br2 satildeo iguais nos experimentos 1 e 2 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 016 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de ordem 2 em relaccedilatildeo ao NO

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Comparando as concentraccedilotildees dos reagentes nos experimentos 1 e 2

A concentraccedilatildeo de Br 2 eacute constante nos dois experimentos 020 molmiddotL-1

Mas a concentraccedilatildeo de NO- eacute alterada No experimento 1 eacute 010 molmiddotL

-1 e no experimento 2 eacute

025 molmiddotL-1

de modo que qualquer alteraccedilatildeo na velocidade teraacute sido produzida em funccedilatildeo da

alteraccedilatildeo na concentraccedilatildeo do NO

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente Br -

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de NO satildeo iguais nos experimentos 1 e 3 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 040 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de primeira ordem com relaccedilatildeo ao Br2

PASSO 6 ndash Montar a lei de taxa da reaccedilatildeo com os dados de ordem de reaccedilatildeo com relaccedilatildeo a cada

reagente usando a seguinte relaccedilatildeo [ ] [ ] [ ] [ ]m n p qv k A B C Z

Onde m n p e q satildeo as ordens da reaccedilatildeo para os reagentes A B C e Z respectivamente calculadas pelo

processo aqui apresentado

Escolhemos os experimentos 1 e 3 porque a concentraccedilatildeo de Br 2 varia e a

concentraccedilatildeo de NO natildeo

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 7: Resolução lista terceira_unidade

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de Br2 satildeo iguais nos experimentos 1 e 2 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 016 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de ordem 2 em relaccedilatildeo ao NO

PASSO 2 ndash Escolher o reagente para o qual se deseja saber a ordem de reaccedilatildeo

(g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

PASSO 3 - Tomar um par de experimentos nos quais APENAS a concentraccedilatildeo do REAGENTE

ESCOLHIDO NO PASSO 2 VARIE

Comparando as concentraccedilotildees dos reagentes nos experimentos 1 e 2

A concentraccedilatildeo de Br 2 eacute constante nos dois experimentos 020 molmiddotL-1

Mas a concentraccedilatildeo de NO- eacute alterada No experimento 1 eacute 010 molmiddotL

-1 e no experimento 2 eacute

025 molmiddotL-1

de modo que qualquer alteraccedilatildeo na velocidade teraacute sido produzida em funccedilatildeo da

alteraccedilatildeo na concentraccedilatildeo do NO

Desejo saber a ordem da reaccedilatildeo com relaccedilatildeo ao reagente Br -

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de NO satildeo iguais nos experimentos 1 e 3 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 040 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de primeira ordem com relaccedilatildeo ao Br2

PASSO 6 ndash Montar a lei de taxa da reaccedilatildeo com os dados de ordem de reaccedilatildeo com relaccedilatildeo a cada

reagente usando a seguinte relaccedilatildeo [ ] [ ] [ ] [ ]m n p qv k A B C Z

Onde m n p e q satildeo as ordens da reaccedilatildeo para os reagentes A B C e Z respectivamente calculadas pelo

processo aqui apresentado

Escolhemos os experimentos 1 e 3 porque a concentraccedilatildeo de Br 2 varia e a

concentraccedilatildeo de NO natildeo

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 8: Resolução lista terceira_unidade

PASSO 4 ndash Fazer a relaccedilatildeo entre as velocidades e as concentraccedilotildees do reagente escolhido por meio da

relaccedilatildeo

Como a constante e a concentraccedilatildeo de NO satildeo iguais nos experimentos 1 e 3 podemos cortar essas

variaacuteveis e a equaccedilatildeo ficaraacute asssim

rarr rarr 040 = (040)x

A reaccedilatildeo eacute de primeira ordem com relaccedilatildeo ao Br2

PASSO 6 ndash Montar a lei de taxa da reaccedilatildeo com os dados de ordem de reaccedilatildeo com relaccedilatildeo a cada

reagente usando a seguinte relaccedilatildeo [ ] [ ] [ ] [ ]m n p qv k A B C Z

Onde m n p e q satildeo as ordens da reaccedilatildeo para os reagentes A B C e Z respectivamente calculadas pelo

processo aqui apresentado

Escolhemos os experimentos 1 e 3 porque a concentraccedilatildeo de Br 2 varia e a

concentraccedilatildeo de NO natildeo

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 9: Resolução lista terceira_unidade

A lei de taxa para a reaccedilatildeo eacute 2

2v=k[Br ][NO]

b) Calcule o valor meacutedio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir de quatro

conjuntos de dados

2

2

k=[Br ][NO]

v

exp1

exp1 2

2 exp1 exp1

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp1 -1 -1 2

24molL sk = =12times10 L mol s

020molL (010molL )

exp2

exp2 2

2 exp2 exp2

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -1

exp2 -1 -1 2

150molL sk = =12times10 L mols

020molL (025molL )

exp3

exp3 2

2 exp3 exp3

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp3 -1 -1 2

60molL sk = =12times10 L mol s

050molL (010molL )

exp4

exp4 2

2 exp4 exp4

vk =

[Br ] [NO]

-1 -14 2 -2 -1

exp4 -1 -1 2

735molL sk = =12times10 L mol s

050molL (035molL )

exp1 exp2 exp3 exp4( )

4

K K K KMeacutedia

4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1 4 2 -2 -1

4 2 -2 -1(12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s 12times10 L mol s )12times10 L mol s

4Meacutedia

c) Como a taxa de aparecimento de NOBr relaciona-se com a taxa de desaparecimento de Br2

De acordo com a estequiometria da reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr a cada 2 mol de NOBr que satildeo

produzidos 1 mol de Br2 eacute consumido desse modo a taxa de aparecimento de NOBr eacute duas vezes a taxa

de desaparecimento de Br2

2NOBr Brv 2v- Essa eacute a forma faacutecil

A forma difiacutecil abaixo

Na reaccedilatildeo (g) 2(g) (g)2NO Br 2NOBr

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 10: Resolução lista terceira_unidade

a rapidez com que o NO eacute consumido eacute dada por 2

A taxa de consumo de Br2 eacute

A taxa de formaccedilatildeo do NOBr eacute

a velocidade meacutedia uacutenica da reaccedilatildeo sem precisar especificar a espeacutecie

Se isolarmos os termos abaixo

Como

e podemos

substituir na foacutermula acima

Como a questatildeo pede a relaccedilatildeo entre a taxa de aparecimento de NOBr e a taxa de desaparecimento de Br2

rarr

2 As taxas de consumo dos reagentes tem um sinal de menos porque a concentraccedilatildeo dos reagentes diminui

com o tempo sendo assim o resultado da variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos reagentes seraacute negativo como a

velocidade natildeo pode ser negativa a taxa dos reagentes vem com um sinal de menos

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 11: Resolução lista terceira_unidade

d) Qual a taxa de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0075 molL e [Br2] = 025 molL

2

NOBr 2v =k[Br ][NO]

2NOBr Brv 2v

De acordo com o enunciado os dados da tabela se relacionavam ao aparecimento de NOBr portanto a lei

de taxa encontrada expressa a velocidade de formaccedilatildeo do NOBr

2

NOBr 2v =k[Br ][NO] como 2NOBr Brv 2v 2

NOBrBr

vv

2

2

2

2Br

k[Br ][NO]v =

2

2

4 2 -2 -1 2

Br

12times10 L mol s [025 mol L][0075 mol L ]v = 844mol Ls

2

08) A decomposiccedilatildeo na fase gasosa de NO2 NO2 NO(g) + O2(g) eacute estudada a 383 degC fornecendo os

seguintes dados

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

)

00 0100

50 0017

100 0009

150 00062

200 00047

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

a) A reaccedilatildeo eacute de primeira ou de segunda ordem em relaccedilatildeo agrave concentraccedilatildeo de NO2

PASSO 1 ndash Montar uma tabela em que estejam presentes os dados de tempos concentraccedilotildees dos

reagentes logaritmos neperianos (ou naturais ndash ln) de todas as concentraccedilotildees e inversos das

concentraccedilotildees (1[reagente])

Ex

Tempo (s) [NO2](molmiddotL-1

) ln[NO2] 1[NO2]

00 0100 -230 10

50 0017 -407 588

100 0009 -471 1111

150 00062 -508 1613

200 00047 -536 2128

PASSO 2 ndash Montar um graacutefico de tempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeo (t x ln [reagente])

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 12: Resolução lista terceira_unidade

Ex

Repare que t 0ln[A] kt ln[A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

tln[A]y tx b k e 0ln[A]a

Se esse graacutefico fosse linear significaria que o tempo variaria linearmente com o logaritmo neperiano

concentraccedilatildeo e a lei de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de primeira ordem para o reagente

estudado

PASSO 3 ndash Montar um graacutefico de tempo x inverso da concentraccedilatildeo (t x 1[reagente])

Ex

Repare que t 0

1 1kt

[A] [A] eacute a funccedilatildeo deste graacutefico na forma y bx a onde

t

1

[A]y tx b k e

0

1

[A]a

Como esse graacutefico eacute linear significa que o tempo varia linearmente com o inverso da concentraccedilatildeo e a lei

de velocidade da reaccedilatildeo expressa uma relaccedilatildeo de segunda ordem para o reagente estudado

PASSO 4 ndash Comparar os graacuteficos e dizer qual deles eacute linear Logo apoacutes aplicar a seguinte regra

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

1[NO2]

Tempo (s)

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 5 10 15 20 25

ln[NO2]

Tempo (s)

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 13: Resolução lista terceira_unidade

Se o graacutefico de ldquotempo x logaritmo natural da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de primeira ordem

com relaccedilatildeo ao reagente

Se o graacutefico de ldquotempo x inverso da concentraccedilatildeordquo for linear a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem com

relaccedilatildeo ao reagente

Ex O graacutefico linear no exemplo trabalhado eacute o de tempo x inverso da concentraccedilatildeo(1[NO2) portanto a

reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

Lei da velocidade =k[NO2]2

b) Qual eacute o valor da constante de velocidade

PASSO 1 ndash Saber qual eacute a ordem da reaccedilatildeo Por meio do procedimento anterior

Ex Jaacute sabemos que a reaccedilatildeo estudada eacute de segunda ordem

PASSO 2 ndash Usar os dados de tempo e funccedilatildeo de variaccedilatildeo do reagente (ln[reagente] ou 1[reagente]) da

tabela jaacute montada durante a identificaccedilatildeo da ordem da reaccedilatildeo para calcular a inclinaccedilatildeo (ou coeficiente

angular do graacutefico da funccedilatildeo vs tempo) com o uso da calculadora cientiacutefica O tipo da funccedilatildeo eacute

determinado com base na ordem da reaccedilatildeo se for de primeira ordem eacute ln[reagente] e se for de segunda

ordem eacute 1[reagente]

Ex No exerciacutecio feito a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem sabemos que a funccedilatildeo a ser usada eacute 1[NO2]

Tempo (s) 1[NO2]

00 10

50 588

100 1111

150 1613

200 2128

O Graacutefico desta funccedilatildeo esta no passo 3 da atividade da letra (a) Para sabermos a inclinaccedilatildeo natildeo

precisamos desenhar o graacutefico podemos lanccedilar os dados na calculadora e por meio de caacutelculos de

regressatildeo linear encontrar o coeficiente angular (que eacute a inclinaccedilatildeo da reta que eacute a constante da

velocidade)

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS3

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

3 Vou colocar o que for tecla em vermelho

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 14: Resolução lista terceira_unidade

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

0 + + 10 + M+

5 + + 588 + M+

10 + + 1111 + M+

15+ + 1613 + M+

20+ + 2128 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES4

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 0 10

2 5 588

4 Vou colocar o que for tecla em vermelho

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 15: Resolução lista terceira_unidade

3 10 1111

4 15 1613

5 20 2128

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente 1016

09) Qual eacute a ideacuteia central do modelo de colisatildeo Quais fatores determinam se uma colisatildeo entre duas

moleacuteculas levaratildeo a uma reaccedilatildeo quiacutemica De acordo com o modelo de colisatildeo por que a temperatura

afeta o valor da constante de velocidade

- Que as moleacuteculas tecircm que colidir para ocorrer uma reaccedilatildeo quiacutemica

- Para uma colisatildeo levar a uma reaccedilatildeo quiacutemica eacute necessaacuterio que as moleacuteculas tenham uma orientaccedilatildeo

adequada e a energia cineacutetica igual ou maior a energia de ativaccedilatildeo aleacutem de alta frequecircncia de colisatildeo

entre as partiacuteculas

- Porque quanto maior a temperatura maiores satildeo as energias cineacuteticas mais ferozmente colidem as

moleacuteculas e de forma mais frequumlente aumentando a velocidade da reaccedilatildeo

10) A dependecircncia da temperatura da constante de velocidade para a reaccedilatildeo CO(g) + NO2(g) rarr CO2(g) +

NO(g) estaacute tabelado como segue

Com esses dados calcule a Ea e A

PASSO 1- Inserimos duas novas colunas na tabela com o lnk e 1T

1T (K-1

) Temperatura

T(K)

k (mol-1

Ls-1

) lnk

167middot10-3

600 0028 -358

154middot10-3

650 022 -151

143middot10-3

700 13 026

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 16: Resolução lista terceira_unidade

133middot10-3

750 60 179

125middot10-3

800 23 314

A funccedilatildeo alnk=- +lnAE

RT apresenta a forma y bx a onde lnky

1x

T aE

bR

e lnAa

Perceba que no graacutefico acima temos os dados para x (1

xT

) e y ( lnky ) podemos jogar esses dados

na calculadora para obter aEb

R e lnAa de forma similar a que fizemos na questatildeo 3

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO KK-82MS5

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + Mode + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 3 (REG) + 1 (LIN)

Daiacute podemos comeccedilar a introduzir os dados no exemplo acima escrevemos na calculadora

167x10-3

+ + -358 + M+

154x10-3

+ + -151 + M+

143x10-3

+ + 026 + M+

133x10-3

+ + 179+ M+

125x10-3

+ + 314 + M+

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de aEb

R basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER B + 2 (B) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

4aE16 10b

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 2 (S-VAR) + SETA DA DIREITA 3 VEZES ATEacute APARECER A + 1 (A) + =

5 Vou colocar o que for tecla em vermelho

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 17: Resolução lista terceira_unidade

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

NUMA CALCULADORA TIPO CASIO FX-82ES6

Primeiro eacute necessaacuterio apagar tudo tecla

Shift + 9 (CLR) + 3 (ALL) + = + =

Depois vamos colocar a calculadora no modo de regressatildeo linear

Mode + 2 (STAT) + 2 (A + BX)

Vai aparecer uma tabela mais ou menos assim

x y

1

2

3

Para introduzir dados basta direcionar a seta para um espaccedilo na tabela digitar o nuacutemero que se deseja e

teclar =

A tabela para a questatildeo que estaacute sendo resolvida deve ficar assim

x y

1 167middot10-3

-358

2 154middot10-3

-151

3 143middot10-3

026

4 133middot10-3

179

5 125middot10-3

314

6

Com os dados inseridos jaacute podemos saber qual eacute a constante basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 2 (B) + =

O valor vai aparecer na linha 6 da tabela (a que estaacute vazia)

O resultado obtido seraacute aproximadamente ndash 16middot104

6 Vou colocar o que for tecla em vermelho

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 18: Resolução lista terceira_unidade

4aE16 10b K

R

Em seguida jaacute podemos saber qual eacute o valor de lnAa basta teclar

Shift + 1 (STAT) + 7 (REG) + 1 (A) + =

O resultado obtido seraacute aproximadamente 231

lnA 231a

Calculando Ea

4aE16 10b K

R 4

aE 16 10 K R como R = 8314Jmiddotmol-1

middotK-1

4 1 1 5 1

aE 16 10 8314Jmiddotmol middotK 133 10 JmiddotmolK

Calculando A

lnA 231a 231 1011 10A e

11) Qual a importacircncia dos catalisadores para as induacutestrias

Devido ao seu efeito de aceleraccedilatildeo de reaccedilotildees quiacutemicas os catalisadores tornam mais raacutepidos os

processos de produccedilatildeo e possibilitam algumas reaccedilotildees que seriam muito lentas sem eles

12) Para a reaccedilatildeo

2NO(g) + Cl2(g) rarr 2NOCl(g)

A equaccedilatildeo de velocidade eacute dada por V = k[NO]2[Cl2]

Se as concentraccedilotildees de NO e Cl2 no iniacutecio da reaccedilatildeo satildeo ambas iguais a 002 mol dm-3

entatildeo qual a

velocidade desta reaccedilatildeo quando a concentraccedilatildeo de NO houver diminuiacutedo para 001 mol dm-3

R = 15 x 10-6

k

Como a velocidade seraacute dada em termos de k precisamos saber apenas as concentraccedilotildees finais de NO e

Cl2 Sabemos que a concentraccedilatildeo final de NO foi de 001molmiddotdm-3

mas natildeo conhecemos a concentraccedilatildeo

final de Cl2 mas podemos conhececirc-la atraveacutes da estequiometria da reaccedilatildeo Entatildeo se a concentraccedilatildeo de NO

diminui para 001molmiddotdm-3

significa que a variaccedilatildeo foi de

rarr

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 19: Resolução lista terceira_unidade

rarr

Pela equaccedilatildeo sabemos que para cada 2 mols de NO que satildeo consumidos 1 mol de Cl2 eacute consumido

Nesse caso percebemos que satildeo consumidos 001molmiddotdm-3

de NO sendo assim

- 2 mols de NO equivalem a - 1 mol de Cl2

- 001mol de NO equivale a x mol de Cl2

Ou seja satildeo consumidos 0005molmiddotdm-3

de Cl2 a concentraccedilatildeo final de Cl2 seraacute

rarr

V = k[NO]2[Cl2] = kmiddot(001molmiddotdm

-3)2 (0015molmiddotdm

-3) = 1510

-6 k mol

3middotdm

-9

13) Moleacuteculas de butadieno podem acoplar para formar C8H12 A expressatildeo da velocidade para esta

reaccedilatildeo eacute v = k [C4H6]2 e a constante de velocidade estimada eacute 0014 Lmols Se a concentraccedilatildeo inicial

de C4H6 eacute 0016 molL qual o tempo em segundos que deveraacute se passar para que a concentraccedilatildeo decaia

para 00016 molL

Nesse caso devemos usar a lei de velocidade integrada como a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem usamos a lei

integrada de segunda ordem obtida na questatildeo 6

onde k = 0014 Lmols [C4H6]t = 00016molL e [C4H6]0 = 0016molL

Isolando o tempo

Substituindo os dados = 402104s

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 20: Resolução lista terceira_unidade

14) Vocecirc determina que a lei de velocidade para uma reaccedilatildeo Ararr B + C tem a forma velocidade = k

[A]x Qual eacute o valor de x se (a) a velocidade triplica quando [A] eacute triplicada (b) a velocidade aumenta

oito vezes quando [A] eacute dobrada (c) natildeo existe variaccedilatildeo na velocidade quando [A] eacute triplicada

15) A decomposiccedilatildeo do N2O5 (em NO2 e O2) eacute uma reaccedilatildeo de primeira ordem e a 35 degC o valor de sua

constante de velocidade (k) eacute 00086 min-1

a) Calcule o tempo de meia vida R = 8060 min

Nessa questatildeo usamos a equaccedilatildeo de tempo de meia vida obtida a partir da lei de velocidade integrada da

questatildeo 6 nesse caso a de primeira ordem pois eacute a equaccedilatildeo que expressa o tempo da reaccedilatildeo

onde k = 00086 min-1

rarr = 8060min

b) Se partimos de 4 mol de N2O5 e foram 3216 min desde o iniacutecio da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo calcule a

quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse periacuteodo de tempo R = 025 mol

Usamos novamente a lei de velocidade integrada de primeira ordem obtida na questatildeo 6

onde [N2O5]0 =4mol k = 00086 min-1

e t = 3216 min

16) O NO2 se decompotildee formando monoacutexido de nitrogecircnio e oxigecircnio ambos gasosos Para esta reaccedilatildeo

k = 487x10-3

M-1

s-1

a 65 degC e a energia de ativaccedilatildeo tem um valor de 1039 x 105 Jmol Tendo em conta

esta informaccedilatildeo

a) Indique qual eacute a ordem total da reaccedilatildeo de decomposiccedilatildeo do NO2 R = 2deg ordem

Podemos obter a ordem global da reaccedilatildeo nesse caso atraveacutes da unidade da constante de velocidade (pois a

constante de velocidade tem uma unidade diferente para cada ordem

Em uma reaccedilatildeo de primeira ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = s-1

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 21: Resolução lista terceira_unidade

A unidade da constante de para a reaccedilatildeo de primeira ordem global eacute s-1 como a unidade da questatildeo eacute

Lmol-1

s-1

sabemos que a reaccedilatildeo natildeo eacute de primeira ordem

Vamos verificar a segunda ordem

Substituindo v e [A] por suas unidades

rarr k = mol-1Ls-1

Obtemos a mesma unidade da constante fornecida na questatildeo entatildeo a reaccedilatildeo eacute de segunda ordem

b)Calcule a constante de velocidade da reaccedilatildeo a 100 degC R = 0156 M-1

s-1

Nesse caso temos dois conjuntos de dados para a reaccedilatildeo

T1 = 65ordmC = 33815K k1 = 487x10-3

M-1

s-1

T2 = 100ordmC = 37315K k2 =

Temos a equaccedilatildeo

E os dados

Ea= 1039 x 105 Jmol e R = 8314JmolK

Haacute duas formas de resolver essa questatildeo

1deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que

e

Podemos entatildeo subtrair as duas equaccedilotildees para eliminar k

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 22: Resolução lista terceira_unidade

Fazendo o jogo de sinal

Organizando a equaccedilatildeo

Subtraindo lnA - lnA

Colocando EaR em evidecircncia

Isolando k2

Multiplicando por (-1)

Agora temos todos os dados podemos substituiacute-los na foacutermula

Sabemos que

e = -1858

entatildeo

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 23: Resolução lista terceira_unidade

2deg forma de resolver

Observe que temos todos os dados exceto lnA mas repare que podemos encontrar lnA ao substituir os

dados na equaccedilatildeo abaixo

Organizando

Substituindo os dados

Agora com lnA podemos organizar a outra foacutermula para achar k2

Substituindo os dados

Mais uma vez

Sabemos que

e = -186

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo

Page 24: Resolução lista terceira_unidade

entatildeo

QUESTAtildeO EXTRA - Certa reaccedilatildeo quiacutemica exoteacutermica ocorre em dada temperatura e pressatildeo

em duas etapas representadas pela seguinte sequecircncia das equaccedilotildees quiacutemicas

A + B rarr E + F + G

E + F + G rarr C + D

Represente em um uacutenico graacutefico como varia a energia potencial do sistema em transformaccedilatildeo

(ordenada) com a coordenada da reaccedilatildeo (abscissa) mostrando claramente a variaccedilatildeo de entalpia da

reaccedilatildeo a energia de ativaccedilatildeo envolvida em cada uma das etapas da reaccedilatildeo e qual destas apresenta a

menor energia de ativaccedilatildeo Neste mesmo graacutefico mostre como a energia potencial do sistema em

transformaccedilatildeo varia com a coordenada da reaccedilatildeo quando um catalisador eacute adicionado ao sistema

reagente Considere que somente a etapa mais lenta da reaccedilatildeo eacute influenciada pela presenccedila do catalisador

Devido agraves minhas inabilidades graacuteficas natildeo farei o Graacutefico desta questatildeo

Mas o graacutefico dessa questatildeo pode ser feito por se observar alguns pontos

1ordm - a reaccedilatildeo eacute exoteacutermica sendo assim a energia potencial dos reagentes eacute maior que a energia potencial

dos produtos portanto os reagentes estaratildeo num niacutevel mais alto que os produtos

2ordm - a reaccedilatildeo ocorre em duas etapas entatildeo teremos dois picos correspondentes as duas energias de ativaccedilatildeo

no graacutefico

3deg - A segunda etapa da reaccedilatildeo eacute termolecular (envolve a colisatildeo simultacircnea entre trecircs moleacuteculas) sendo

de difiacutecil ocorrecircncia de modo que eacute a etapa mais lenta e de maior energia de ativaccedilatildeo Entatildeo o segundo

pico seraacute maior do que o primeiro

O graacutefico teraacute uma aparecircncia similar ao seguinte

Depois de construiacutedo o graacutefico a questatildeo pede que se mostre como um catalisador afeta o graacutefico Bem

um catalisador natildeo altera a energia potencial dos produtos ou dos reagentes ele apenas diminui a energia

de ativaccedilatildeo da reaccedilatildeo como de acordo com a questatildeo ele soacute influencia a etapa mais lenta ele diminuiraacute a

energia de ativaccedilatildeo da segunda etapa da reaccedilatildeo entatildeo o segundo pico seraacute mais baixo