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Exercícios de Cinética Química 1) Em uma experiência catalítica envolvendo o processo Haber, N2 + 3H2 == 2NH3, a velocidade da reação foi medida como: d[NH3]/dt=2,0x10 -4 mol.l -1 .s –1 . Se não ocorrerem reações secundárias, qual será a velocidade da reação expressa em termos de: a) N2 e b) H2? 2) Quais são as unidades da constante de velocidade, k, para as seguintes reações: a) Reação de ordem zero? b) Reação de primeira ordem? c) Reação de segunda ordem? d) Reação de ordem meia? 3) Para a reação 3BrO- BrO3- + 2Br- em solução aquosa alcalina, achou-se para a constante de velocidade de segunda ordem (em BrO - ), a 80 o C, na lei de velocidade para o –d[BrO-]/dt, o valor 0,056 L.mol-1.s-1.Qual é a constante de velocidade quando a lei de velocidade é escrita para (a) d[BrO3 - ]/dt; (b) d[Br - ]/dt? 4) Em uma certa atmosfera poluída, contendo O3 em uma concentração estacionaria de 2,0x10 -8 mol.l –1 , a produção horária de O3 por todas as fontes foi calculada como 7,2x10 -15 mol.l -1 . Se o único mecanismo para a destruição do O3 for a reação de segunda ordem 2 O3 == 3 O2, calcule a constante de velocidade para - d[O3]/dt. 5) Um preparado viral foi inativado em um banho químico. O processo de inativação é de primeira ordem com relação à concentração de vírus; no início da experiência achou-se que 2,0% do vírus eram inativados por minuto. Calcule k para o processo de inativação. 6) Em relação ao processo acima de inativação do vírus, quanto tempo seria necessário para que o vírus ficasse: a) 50% inativado? b) 75% inativado? 7) Uma solução de açúcar, com concentração inicial de 0,12 M, sofre uma fermentação enzimática. Nas primeiras 10 horas a concentração de açúcar diminui para 0,06 M, mais 10 horas a concentração cai para 0,03 M. Qual é a ordem de reação e quanto vale a constante de velocidade? 8) Uma reação entre as substancias A e B é representada estequiometricamente por A+B==C. Os dados sobre a velocidade dessa reação foram obtidos em três experiências separadas. (1) Concentração inicial: [A]=0,1000M e [B]=1,000M Duração do experimento: 0,50 horas Concentração final de A: [A]=0,0975 (2) Concentração inicial: [A]=0,1000M e [B]=2,000M Duração do experimento: 0,50 horas Concentração final de A: [A]=0,0900 (3) Concentração inicial: [A]=0,0500M e [B]=1,000M Duração do experimento: 2,00 horas Concentração final de A: [A]=0,0450 Qual é a ordem de reação com relação a cada reagente e qual é o valor da constante de velocidade? 9) A esterificação do anidrido acético por álcool etílico pode ser representada pela seguinte equação (CH3CO)2 O + C2H5OH == CH3COOC2H5 + CH3COOH. Quando a reação é efetuada em solução diluída de hexano, a velocidade pode ser representada por k[A][B]. Quando o solvente é o álcool etílico (B), a velocidade pode ser representada por k´[A]. Explique a diferença na ordem aparente da reação. 10) A complexação de Fe2+ com o agente quelante dipiridil (dipi) foi estudada cineticamente em ambos os sentidos da reação. Para a reação de complexação Fe 2+ +3dipi == Fe(dipi)3 2+ a velocidade de formação do complexo a 25 o C é dada por: velocidade direta (vd) = (1,45x10 13 mol -3 .l 3 .s -1 ) [Fe 2+ ][dipi] 3 ; para o oposto da reação acima, a velocidade de desaparecimento do complexo é: velocidade oposta (vop) = (1,22x10 -4 s -1 ) [Fe(dipi)3 2+ ]. Quanto vale a constante de estabilidade, Kest, para o complexo? 11) A hidrólise de acetato de metila em solução alcalina segue a lei, velocidade = k[CH3OOCH3][OH - ], sendo k = 0,137 L.mol -1 .s -1 . Foi preparada uma mistura em que as concentrações iniciais tanto de acetato de metila como de OH - eram 0,050M. Quanto tempo deve passar para que 5,0% do acetato de metila sejam hidrolisado a 25 o C? 12) Uma reação de primeira ordem em solução aquosa foi muito rápida para ser detectada por um procedimento que poderia seguir uma reação que tivesse uma meia-vida de pelo menos 2,0ns. Qual é o valor mínimo de k para esta reação? 13) Preveja a forma da lei de velocidade para a reação 2A + B produtos, se a primeira etapa é a dimerização reversível de A, seguida pela reação de A2 com B em uma etapa bimolecular. Suponha que a concentração de equilíbrio de A2 seja muito pequena comparada com [A].
