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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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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