Instituto Federal de Educao, Cincia e Tecnologia do MaranhoCampus BacabalDisciplina: Fsico-qumica III Prof. Carlos Lira

LISTA DE EXERCCIOS 1. Os seguintes dados cinticos foram obtidos para a reao entre o xido ntrico e o hidrognio a 700C. [2NO + H2 N2 + 2H2O]

Concentrao Inicial (mol dm-3)Velocidade inicial (mol dm-3 S-1)

NOH2

0,0250,012,4x10-6

0,0250,0051,2x10-6

0,01250,010,6x10-6

Determinar:a) a ordem da reao com respeito a cada reagente b) a ordem da reao globalc) a constante de velocidade a 700C2. A decomposio catalisada de H2O2 em soluo aquosa foi acompanhada por titulao de alquotas de KMnO4 em vrios intervalos de tempo a se determinar o H2O2 no decomposto.Tempo/ minutos510203050

Volume de KmnO4/cm337,129,819,612,35,0

Demostre graficamente que a reao de primeira ordem e calcule sua constante de velocidade.3. Os seguintes dados foram obtidos para hidrlise de um acar em soluo aquosa a 23C.Tempo/ minutos060130180

Concentrao do acar/mol dm-31,0000,8070,6300,531

Demonstre que a reao de primeira ordem e calcule a constante de velocidade.4. Durante a hidrlise de um brometo de alquila: RBr + OH - ROH + Br , em soluo alcolica observou-se que eram necessrios 47 x 103 segundos para se liberar 0,005 mol.dm-3 de ons de brometo livres para concentrao iniciais 0,01 mol.dm-3. A mesma porcentagem de converso necessitou 4,7 x 103 s para concentraes iniciais 0,1 mol.dm-3 de ambos reagentes. Calcule a constante de velocidade para a reao de hidrlise. 5. A reao entre a trietil amina e o iodeto de metila produz uma amina quaternria.(C2H5)3N + CH3I CH3 (C2 H5)3 NI. A 20C com concentrao iniciais [amina] = [CH3I] = 0,224 mol dm-3 em soluo de tetracloreto de carbono, acompanhada pela determinao de amina que no reagiu, obtendo-se potenciometricamente os seguintes resultados. Demostre que a reao de ordem total dois e calcule a constante de velocidade.Tempo/ minutos104090150300

[amina] mol dm-30,2120,1830,1490,1220,084

6. Escreva as expresses de velocidade de reao para as seguintes reaes em funo do consumo dos reagentes e da formao dos produtos:

7. Um composto ao ser estudado verificou-se, que 75% dele se decompe em 60 min. Admitindo uma cintica de primeira ordem, calcule o tempo de meia vida desse composto. 8. Considere a reao de primeira ordem A=> B apresentada a seguir. a) Qual a constante de velocidade da reao?b) Quantas molculas de A (crculos) e de B (tringulos) esto presentes a t= 20 s e 30 s?

9. Verificou-se experimentalmente que para a reao X2 + Y + Z => XY + XZ, a duplicao da concentrao de X2 leva duplicao da velocidade da reao, que a triplicao da concentrao de Y triplica a velocidade da reao e que a duplicao da concentrao de Z no afeta a velocidade.a) Qual a lei de velocidade para esta reao?b) Por que razo a alterao da concentrao de Z no tem influncia na velocidade da reao?c) Surgira um mecanismo para a reao que seja compatvel com a lei de velocidade.10. A bromao da acetona catalisada por cido:

Mediu-se a velocidade de desaparecimento de bromo para diferentes concentraes, bromo e ons H+ a uma determinada temperatura:a) Qual lei de velocidade da reao? b) Calcule a constante de velocidade.

c) O seguinte mecanismo foi proposto para a reao:Mostre que a lei de velocidade deduzida a partir do mecanismo coerente com a lei de velocidade obtida experimentalmente.

11. A velocidade de desintegrao do carbono-14 em uma amostra obtida a partir de uma arvore jovem de 0,26 desintegraes por segundo e por grama de amostra. Uma outra amostra, preparada a partir de um objeto recuperado em uma escavao arqueolgica, tem uma velocidade de desintegrao de 0,186 desintegraes por segundo e por grama de amostra. Qual a idade desse objeto? (Dado: k = 1,21 x 10-4 ano-1) 12. Uma mistura de gases contendo fragmentos de CH3, molculas de C2H6 e um gs inerte (He) foi preparado a 600 K como uma presso total de 5,42 atm. A reao elementar, abaixo, tem uma constante de velocidade de segunda ordem de 3,0 x 104 /M.s. Dado que as fraes molares de CH3 e C2H6 so 0,00093 e 0,00077, respectivamente. Calcule a velocidade inicial da reao a esta temperatura.

13. Em certo processo industrial que utiliza a catalise heterognea, o volume do catalizador, que possui forma esfrica, 10 cm3. Calcule a rea superficial do catalizador. Se a esfera for dvida em oito partes iguais de 1,25 cm3, qual a rea superficial total das esferas? Em qual das duas configurao geomtrica o catalizador mais eficiente. Baseado nos resultados, explique a razo de, em certas situaes, ser perigoso trabalhar em silos que armazenem cereais.14. Considere o perfil de energia potencial para a reao A=>D. a) Quantas etapas elementares esto envolvidas?b) Quantos intermediarios surgem no decorrerda reao?c) Qual a etapa determinante da velocidade?d) A reao global endortrmica ou exotermica?

15. O on tricloroacetato em solventes ionizantes que contm H+ se decompe em CO2 e clorofrmio, de acordo com reao: H+ + CCl3COO- CO2 + CH3Cl3 As constantes de velocidade desta reao em funo da temperatura so as seguintes:T (C)908070

K(s-1)3,11 x 10-47,62 x 10-51,7 x 10-5

Calcular: a) energia de ativao desta reao; b) a constante de velocidade da reao 60C16. Em uma certa reao, a 40C, 20% dos reagentes se transformaram em 15 minutos. A 60 C, a mesma quantidade de reagentes se transforma em 3 minutos. Calcule a energia de ativao, supondo que somente a constante de velocidade varie com a temperatura.17. A temperaturas elevadas, cloreto de sulfurila se decompe, dando dixido de enxofre e cloro, em processo irreversvel e de primeira ordem. A 552, 3 K a constante de velocidade de dissociao do cloreto de sulfurila tem o valor de k=6,09 x 10-5 min-1 e, a 602, 4 K, k=2,742 x 10 -3 min-1. Calcular o valor de A na equao de Arrhenius.18. Para a reao, [Co(NH3)5Cl]+2(aq) + H2O [Co(NH3)5 (H2O)]3+ (aq) + Cl(aq), a constantes de velocidade dada por ln[k/(min)-1]= -11067K/T + 31,330. Determine:a) k a 25C; b) Energia de ativao e o valor de A; c) A temperatura na qual a velocidade ser o dobro.19. Para as mesmas concentraes, a reao: CO(g) + Cl2(g) => COCl2(g), 1,50 x 103 vezes mais rpida que a 250C do que a 150C. Calcule a energia de ativao desta reao.20. O fator de frequncia A para a reao NO2(g) +O3(g) =>NO2(g) +O2(g), 8,7 x1012 s-1 e sua energia de ativao 63 kJ/mol. Qual a constante desta reao a 75C?21. A energia de ativao para a reao abaixo de 2,4 x 102 kJ/mol a 600 K. Calcule a porcentagem de aumento da velocidade de 600 K a 606 K. Explique os resultados.

22. Descreva esquematicamente o caminho de uma reao, indicando a energia de ativao da reao direta e inversa e sua respectiva entalpia.23. Uma reao possui Ea = 95 kJ/mol. Ao ser adicionado um catalizador a Ea diminui em 40 kJ. Imaginando que o fator de coliso permanea o mesmo, por qual fator o catalizador aumenta a velocidade de reao a 25C e 125C24. O mecanismo para reao entre o cloro e o clorofrmio em fase gasosa foi proposto, conforme abaixo:

a) Faa a equao global da reao.b) Diga quais os intermedirios existentes na reao.c) Para a reao entre o cloro e o clorofrmio descrita diga a molecularidade em cada uma das etapas descritas.d) Qual a etapa determinante da velocidade e qual a lei de velocidade prevista para o mecanismo.25. responda as alternativas abaixo:O cianometano, conhecido como acetonitrila, pode ser sintetizado a partir da isomerizao da metil-isonitrila pela reao CH3NC(g) CH3CN(g).a) Faa a estrutura de Lewis da metil-isonitrila e da acetonitrila, identificando a hibridizao dos carbonos em cada molcula.b) Determine o valor de H para a reao, atravs das entalpias mdias de ligao, e diga qual ismero mais estvel.c) De acordo com estudos preliminares, a reao de isomerizao ocorre em cintica de primeira ordem na presena de Ar. Sabendo que Ea =161 kJ/mol e que a 226,85C, k=6,6 x 10-4 s-1. Encontre o valor da constante para uma temperatura de 26,85C e o tempo suficiente para que a concentrao do reagente reduza em 25% do valor inicial.d) Qual o perfil da reao em termos de entalpia?e) Em que temperatura a concentrao do reagente cair a 1/5 do valor inicial em 1,0 h.23. Usar a equao de Michaelis-Menten para completar a seguinte tabela, sabendo que KM igual a 1mmolL-1:

24. Adicionou-se uma determinada quantidade de uma soluo de enzima adiversas solues contendo uma concentrao varivel de substrato. As velocidades iniciais de reao foram medidas determinando o declive curva [P] versus t, para o instante t = 0. Os valores obtidos so apresentados na tabela seguinte: Usando o grfico de Lineweaver-Burke e Hanes, determine os parmetros cinticos da reao.