PROF: Alex LISTA 24 DATA: 23/ 12 / 2010

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1 NOME: PROF: Alex LISTA 4 DATA: 3/ 1 / 010 Cinétic Químic 1. (Fuest 010) Um estudnte desej estudr, experimentlmente, o efeito d tempertur sore elocidde de um trnsformção químic. Ess trnsformção pode ser representd por: A + B ctlisdor P Após um série de qutro experimentos, o estudnte representou os ddos otidos em um tel: Número do experimento tempertur (oc) mss de ctlisdor (mg) concentrção inicil de A (mol/l) concentrção inicil de B (mol/l) tempo decorrido té que trnsformção se completsse (em segundos) ,1 0,1 0,1 0,1 0, 0, 0, 0, Que modificção deeri ser feit no procedimento pr oter resultdos experimentis mis dequdos o ojetio proposto? ) Mnter s mostrs à mesm tempertur em todos os experimentos. ) Mnter iguis os tempos necessários pr completr s trnsformções. c) Usr mesm mss de ctlisdor em todos os experimentos. d) Aumentr concentrção dos regentes A e B. e) Diminuir concentrção do regente B.. (Uepg 010) Após 5 minutos do início d reção de síntese d môni, erificou-se um consumo de 0,60 mol de H. N + 3 H NH 3 Com se nesss informções ssinle o que for correto. 01) A elocidde médi de consumo de H é de 0,1 mol/min. 0) O olume de môni correspondente mols só é tingido pós 50 minutos de reção. 04) A elocidde médi d reção foi de 0,040 mol/min. 08) Após 5 minutos, considerndo reção n CNTP, form consumidos,4 l de N. 16) A elocidde médi de formção de NH 3 é de 0,080 mol/min. 3. (Pucpr 010) Compostos nturis são muito utilizdos n denomind Medicin Nturlist. Poos indígens mzônicos há muito fzem uso d csc d Quin (Coutre hexndr) pr extrir quinin, princípio tio no trtmento d mlári. Antigos reltos chineses tmém fzem menção um sustânci, rtemisin, encontrd no rusto Losn (Artemisi sinthium), que tmém está relciond o trtmento d mlári. Em estudos sore cinétic de degrdção d quinin por ácido, form erificds s seguintes elociddes em uniddes ritráris: Quinin 0,5 x 10-4,0 x 10-4 Ácido 5,0 x ,0 x 10-1,0 x 10 -,5 x 10-3 Velocidde (u..),4 x ,6 x ,8 x , x 10-3 A prtir desses ddos, pode-se concluir que lei de elocidde ssume form ) V K [quinin] quinin [ ] ) V K [ ácido] c) V K [quinin] d) V K [quinin] [ácido] e) V K [ ácido] [ quinin] 4. (Mckenzie 010) Os ddos empíricos pr elocidde de reção,, indicdos no qudro seguir, form otidos prtir dos resultdos em diferentes concentrções de regentes iniciis pr comustão do gás A, em tempertur constnte. EXPERIMENTO [A] (mol L -1 ) [O ] (mol -1 ) 1 1,0 4, (mol L - 1 min -1 ),0 4, ,0, A equção de elocidde pr ess reção pode ser escrit como k [A] x [O ], em que x e são, respectimente, s ordens de reção em relção os componentes A e O. Assim, de cordo com os ddos empíricos otidos, os lores de x e são, respectimente, ) 1 e 3. ) e 3. c) 3 e 1. d) 3 e. e) e (It 010) Considere o seguinte mecnismo de reção genéric: A 4+ + B + A 3+ + B 3+ (etp lent) A 4+ + B 3+ A 3+ + B 4+ (etp rápid) C + + B 4+ C 3+ + B + (etp rápid) Com relção este mecnismo, ssinle opção ERRADA. ) A reção glol é representd pel equção C + + A 4+ C 3+ + A 3+.

2 ) B + é ctlisdor. c) B 3+ e B 4+ são intermediários d reção. d) A lei de elocidde é descrit pel equção k[c + ][A 4+ ]. e) A reção é de segund ordem. 6. (It 010) Assinle opção que present firmção CORRETA sore um reção genéric de ordem zero em relção o regente X. ) A elocidde inicil de X é mior que su elocidde médi. ) A elocidde inicil de X ri com concentrção inicil de X. c) A elocidde de consumo de X permnece constnte durnte reção. d) O gráfico do logritmo nturl de X ersus o inerso do tempo é representdo por um ret. e) O gráfico d concentrção de X ersus tempo é representdo por um cur exponencil decrescente. 7. (Ufg 010) NO(g) + H (g) N (g) + H O(g) Como ocorre redução d pressão no decorrer d reção, rição P(N ) / t pode ser medid pel diminuição d pressão totl. Expressão que descree lei de elocidde pr ess reção: P( N ) k.p ( H ).P ( NO) t P 0(H ) / (torr) P 0(NO) / (torr) P(N ) / t / (torr.s -1 ) (elociddes iniciis) , , , ,5 Com se nesss informções, determine: ) Os lores inteiros que melhor descrem s ordens de reção e. ) A unidde d constnte de elocidde, k. 10. (Ufop 010) Considere o gráfico seguir, que mostr rição de energi de um reção que ocorre n usênci e n presenç de ctlisdor. Nos oinos, s condições do miente ruminl iniilizm produção de álcool prtir d fermentção dos çúcres d ced. Por outro ldo, em dorns de fermentção, pr que esse processo ocorr, é essencil que o meio contenh ) ácido cético. ) dióxido de crono. c) ctlisdores iológicos. d) ácido lático. e) condições eróics. 8. (Ufc 010) Metno (CH 4) é o gás produzido prtir d iomss, e su queim n indústri, pr otenção de energi térmic, corresponde à seguinte reção: CH 4(g) + O (g) CO (g) + H O (l) Se elocidde de consumo do metno é 0,01 mol min 1, ssinle lternti que corretmente express o número de moles de CO produzido durnte um hor de reção. ) 0,3 ) 0,4 c) 0,5 d) 0,6 e) 0,7 9. (Ufpr 010) A reção entre NO e H, um dd tempertur, é descrit pel equção: ) Qul ds dus curs refere-se à reção não ctlisd? ) Qul função do ctlisdor nesse processo? c) Qul energi do complexo tido n reção ctlisd? d) Clcule o clor de reção, H, dess reção. 11. (Ufg 010) O gráfico seguir represent o estudo cinético de um reção R P. Sendo-se que o consumo do regente se dá conforme equção [R] 1/t, e formção do produto pel equção [P] 1 1/t, com t, o tempo, em segundos, ) determine o instnte, em segundos, em que concentrção dos regentes é igul à dos produtos; ) represente o gráfico do estudo cinético pós dição de um ctlisdor.

3 1. (Ufg 010) O estudo d ligção resultnte ds reções de lgums moléculs com hemogloin pode ser feito em termos do equilírio químico que se estelece conforme reção seguir. LIGANTE + HEMOGLOBINA LIGANTE- HEMOGLOBINA A constnte de equilírio, K, dess reção é dd pel rzão k 1/k, e s constntes de elociddes,k 1 e k, pr os processos direto e inerso d reção d hemogloin com lguns ligntes constm d tel seguir. LIGANTE k 1 (L/mol s) k (s -1 ) NO,5 x 10 7,5 x 10-5 O 5,0 x 10 7,0 x 10 CO 4,0 x ,0 x 10 - Isocineto de etil 3,0 x 10 5,0 x 10-1 Isocineto de n-util,3 x ,0 x 10-1 Isocineto de isopropil 5,0 x ,5 x 10-1 Isocineto de tercutil 5,0 x ,0 x 10-1 PROC. NATL. ACAD. SCI. USA, (5), [Adptdo]. Com se ns informções cim, respond: ) Qul ds moléculs form um ligção mis estáel com hemogloin? Justifique. ) Por que o comportmento cinético dos isocinetos é diferente ds demis moléculs d tel? Justifique. 13. (Uepg 011) Considerndo que, experimentlmente, foi determindo que pr s reções entre os gses hidrogênio e monóxido de nitrogênio, lei de elocidde é elocidde k [H ][NO]. No que se refere ess lei, ssinle o que for correto. 01) Se for duplicd concentrção molr de H elocidde d reção será duplicd. 0) A ordem d reção com relção o H é 1 e com relção o NO est é, cujos lores são determindos experimentlmente. 04) A ordem d reção glol é 3. 08) Se forem duplicds ms s concentrções molres de H e NO, elocidde d reção será qudruplicd. 16) O lor de k constitui constnte de elocidde e é crcterístico d reção e d tempertur. 14. (Uepg 011) Considere o esquem (em níel microscópico) ixo, referente um determind reção elementr entre s moléculs A e B. De cordo com esse esquem, ssinle o que for correto. 01) Se s concentrções de mos os regentes no item 1 forem duplicds um tempertur constnte, elocidde d reção tmém será duplicd. 0) O esquem represent um colisão eficz, pois s moléculs mostrds no item 3 são diferentes ds do item 1. 04) A equção d elocidde pr ess reção depende d concentrção de pens um dos regentes. 08) No item é mostrdo o complexo tido d reção. 15. (Fuest 011) Ao stecer um utomóel com gsolin, é possíel sentir o odor do comustíel cert distânci d om. Isso signific que, no r, existem moléculs dos componentes d gsolin, que são perceids pelo olfto. Mesmo hendo, no r, moléculs de comustíel e de oxigênio, não há comustão nesse cso. Três explicções diferentes form proposts pr isso: I. As moléculs dos componentes d gsolin e s do oxigênio estão em equilírio químico e, por isso, não regem. II. À tempertur miente, s moléculs dos componentes d gsolin e s do oxigênio não têm energi suficiente pr inicir comustão. III. As moléculs dos componentes d gsolin e s do oxigênio encontrm-se tão seprds que não há colisão entre els. Dentre s explicções, está correto pens o que se propõe em ) I. ) II. c) III. d) I e II. e) II e III. Grito: Respost d questão 1: Como o estudnte desej estudr, experimentlmente, o efeito d tempertur sore elocidde de um trnsformção químic, não heri necessidde de se lterr mss do ctlisdor, pois neste cso ele é utilizdo pr diminuir energi de tição d reção, um ez diciondo n quntidde necessári, seu excesso não lter o processo. Respost d questão : Análise ds firmções: (01) Corret. Teremos: 0,60 mol H 0,1 mol H 5 min 1 min (0) Incorret. Teremos: 3

4 1 N + 3 H NH 3 N H NH ,1 mol.min ,08 mol NH.min H NH3 1 NH3 NH3 3 0,08 mol NH3 mol NH3 t 5 min min t (04) Corret. Teremos: 1 N + 3 H NH 3 N H NH3 médi 1 3 0,1 mol.min 0,04 mol.min 3 3 H 1 1 médi (08) Corret. Teremos: N 1 0,04 mol x 0,04 mol.min 1 min 5 min x 1 mol,4 L de N (CNTP) (16) Corret. Teremos: H NH3 3 0,1 mol.min 3 0,08 mol.min Respost d questão 3: [D] 1 NH3 1 NH 3 A prtir d nálise d segund e d terceir linh d tel (de ixo pr cim), teremos: (constnte) (constnte) 0,5 x 10-1,0 x 10 - (dorou),4 x ,6 x 10-3 (qudruplicou) Como concentrção do ácido dorou e elocidde qudruplicou, concluímos que o expoente do ácido é. Respost d questão 4: Osere resolução lgéric dd seguir. De cordo com tel e pel equção d elocidde, em: 4 x 10-4 K[1,0] x [4,0] (1) 3 x 10-4 K[,0] x [4,0] () Diidindo () por (1), teremos: 8 x 3 x x 3 Como x 3, então 4 x 10-4 K[1,0] 3 [4,0] (3) 3 x 10-4 K[,0] 3 [4,0] (4) Diidindo (3) por (4), teremos: [4,0] (,0). [,0] (,0) 1 1 Conclusão, x 3 e 1. Outr resolução: Pel tel perceemos que: Qundo [A] fic constnte, [O ] dor e tmém, logo o expoente é 1, ou sej, 1. Qundo [O ] fic constnte, [A] dor e octuplic, logo o expoente é 3, ou sej, x 3. Quinin Ácido Velocidde (u..) Respost d questão 5: [D] (dorou) 0,5 x ,0 x 10 - (constnte) 1,0 x 10 - (constnte) 9,6 x 10-3 (dorou) 4,8 x 10-3 Como concentrção de quinin dorou e elocidde tmém, concluímos que o expoente d quinin é 1. A prtir d nálise d primeir e d segund linh d tel (de cim pr ixo), teremos: Quinin Ácido Velocidde (u..) A prtir ds equções fornecids, somndo teremos equção glol: A 4+ + B + A 3+ + B 3+ (lent) A 4+ + B 3+ A 3+ + B 4+ (rápid) C + + B 4+ C 3+ + B + (rápid) A 4+ + C + A 3+ + C 3+ (glol) Como B + entr com o regente A 4+ e si no finl do processo com o produto C 3+, podemos deduzir que ele é um ctlisdor. B 3+ e B 4+ são produtos intermediários, pois são fricdos em um etp e consumidos n seguinte. 4

5 A lei d elocidde depende d etp mis lent e será dd por: k[a 4+ ][B + ], concluímos que lternti d está errd. A reção é de segund ordem, pois som dos expoentes d equção k[a 4+ ] 1 [B + ] 1 (1 + 1) é igul. Respost d questão 6: Pr um reção de ordem zero em relção um regente X, teremos: k[x] 0 k Consequentemente, elocidde de consumo de X permnece constnte durnte reção. Respost d questão 7: ) O ctlisdor diminui energi de tição crindo cminhos lterntios pr reção, ou sej, celer reção. c) A energi de tição d reção ctlisd (II) será: E t (II) kj. d) H H PRODUTOS - H REAGENTES H kj. Respost d questão 11: ) [R] [P], portnto: t s t t t t ) Com dição do ctlisdor, o instnte em que s concentrções dos regentes e produtos se igulm é menor do que s, ou sej menor do que t. Os ctlisdores iológicos celerm s reções de fermentção. Respost d questão 8: [D] Teremos: 0,01 mol.min CO CH4 CO 0,01 mol 1 min n 60 min n 0,6 mol Respost d questão 9: ) Utilizndo os ddos d tel, teremos: ( ) P N t k.p H ( ).P ( NO) 1,60 k.(89).(400) (I) 0,77 k.(147).(400) (II) Diidindo (I) por (II):,1 ; portnto, ~ 1. 1,03 k.(400).(300) (III) 0,5 k.(400).(15) (IV) Diidindo (III) por (IV): 4,1 ; portnto, ~. ) Teremos: ( ) P N torr.s t k.p H ( ).P ( NO) 1 1 k.torr.torr 1 k torr.s Respost d questão 10: ) Cur I, pois present mior energi de tição. 1 Respost d questão 1: ) NO, porque constnte de equilírio, K k 1/k 1,0 x 10 1 mol/l, pr su reção com hemogloin é mior dentre s reções com os ligntes presentdos. Como o lor d constnte de equilírio está relciond à rzão ds quntiddes de produtos e regentes no equilírio, o mior lor de K indic que o NO ligdo à hemogloin é mis estáel em relção os outros ligntes. OU NO, porque present o menor lor de k, um ez que ess constnte está relciond com rpidez d quer d ligção entre o NO e hemogloin. Como ess rpidez é muito ix, signific que ess ligção é mis estáel dentre os ligntes d tel e hemogloin. ) Por cus do mior tmnho/olume ds moléculs dos isocinetos, qundo comprdo com um lignte de menor tmnho/olume moleculr. Respost d questão 13: Teremos: Se for duplicd concentrção molr de H elocidde d reção será duplicd. k [H ][NO] 5

6 k ([H ])[NO] k [H ][NO] A ordem d reção com relção o H é 1 e com relção o NO est é, cujos lores são determindos experimentlmente. A ordem d reção glol é 3. Se forem duplicds ms s concentrções molres de H e NO, elocidde d reção será octuplicd. k [H ][NO] k ([H ])([NO]) 3 k [H ][NO] 8 O lor de k constitui constnte de elocidde e é crcterístico d reção e d tempertur. Respost d questão 14: Teremos: O esquem represent um colisão eficz, pois s moléculs mostrds no item 3 são diferentes ds do item 1. No item é mostrdo o complexo tido d reção. Respost d questão 15: [B] Dentre s explicções, está correto pens o que se propõe em II, ou sej, à tempertur miente, s moléculs dos componentes d gsolin e s do oxigênio não têm energi de tição suficiente pr inicir comustão. 6