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QUÍMICA Capítulo 4 Cinética Química316 9 Fuvest 2015 O eugenol, extraído de plantas, pode ser transformado em seu isômero isoeugenol, muito utili- zado na indústria de perfumes. A transformação pode ser feita em solução alcoólica de KOH. HO O HO O Eugenol Isoeugenol Solução alcoólica de KOH Foram feitos três experimentos de isomerização, à mesma temperatura, empregando-se massas iguais de eugenol e volumes iguais de soluções alcoólicas de KOH de diferentes concentrações. O gráco a seguir mostra a porcentagem de conversão do eugenol em isoeugenol em função do tempo, para cada experimento. C o n v e rs ã o d o e u g e n o l e m i s o e u g e n o l (% ) 100 I II III 50 0 0 5 Tempo (h) 10 Experimento Concentração de KOH (mol/L) I 6,7 II 4,4 III 2,3 Analisando-se o gráco, pode-se concluir corretamen- te que A a isomerização de eugenol em isoeugenol é exo- térmica. b o aumento da concentração de KOH provoca o au- mento da velocidade da reação de isomerização. C o aumento da concentração de KOH provoca a de- composição do isoeugenol. d a massa de isoeugenol na solução, duas horas após o início da reação, era maior do que a de eu- genol em dois dos experimentos realizados. e a conversão de eugenol em isoeugenol, três horas após o início da reação, era superior a 50% nos três experimentos. 10 Unesp 2013 Em um laboratório de química, dois estudan- tes realizam um experimento com o objetivo de determi- nar a velocidade da reação apresentada a seguir. MgCO3(s) + 2 HCl(aq)→ MgCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) Sabendo que a reação ocorre em um sistema aberto, o parâmetro do meio reacional que deverá ser con- siderado para a determinação da velocidade dessa reação é A a diminuição da concentração de íons Mg2+. b o teor de umidade no interior do sistema. C a diminuição da massa total do sistema. d a variação da concentração de íons Cl-. e a elevação da pressão do sistema. 11 UFSC 2012 (Adapt.) [...] Percorridos alguns quilômetros, Carlos precisou frear bruscamente o veículo, devido a um acidente ocorrido na rodovia. Passado o susto, Eduardo pergunta com ironia: — Seu carro tem airbag? — É obvio que não, responde Carlos. — Você saberia me dizer como funciona um airbag? — Não tenho ideia. O que você acha de consultarmos aquele livro de Química? — Legal! Então, Eduardo estica a mão e pega, no banco de trás, um livro no qual se lê: O airbag é formado por um dispositivo que contém a mis- tura química de NaN3 (azida de sódio), KNO3 e SiO2 que é responsável pela liberação do gás. Esse dispositivo está acoplado a um balão que ca no painel do automóvel e quando ocorre uma colisão (ou desaceleração), os senso- res localizados no para-choque do automóvel transmitem um impulso elétrico (faísca) que causa a detonação da reação. Em aproximadamente 25 milésimos de segundo, o airbag está completamente inado. Veja as equações do processo: I. 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 II. 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2 III. K2O + Na2O + SiO2 → silicato alcalino Disponível em: <www.brasilescola.com/quimica/air-bag reacao- decomposicao.htm>. Acesso em: 12 set. 2011. (Adapt.). Dado: um airbag contém aproximadamente 130 g de azida. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01 Considerando apenas a equação I, seriam neces- sários 650 mg de azida de sódio para gerar 336 mL de N2 nas CNTP. 02 Na reação representada pela equação I, o sódio se oxida e o nitrogênio se reduz. 04 Na reação global, 10 mol de azida geram 16 mol de nitrogênio gasoso. 08 Considerando apenas a equação I, a massa de azi- da necessária para a formação de 67,2 L de N2 nas CNTP seria 130 g. 16 Em contato com a água, o sódio metálico reage gerando um forte aquecimento, fenômeno típico de uma reação endotérmica. 32 Considerando apenas a equação I, a velocidade de formação do N2 é igual a 3 mol/s. Soma: F R E N T E 3 317 12 ITA 2011 A velocidade de uma reação química é dada pela seguinte equação: v C 1 C = β⋅ + α ⋅ em que β e α são constantes e C, a concentração do reagente. Calcule o valor do produto αC quando a velocidade da reação atinge 90% do seu valor limite, o que ocorre quando αC >> 1. 13 Unicamp A eficiência na administração oral de um medicamento leva em conta vários parâmetros, den- tre os quais: o tempo para se atingir a concentração máxima na corrente sanguínea; a concentração mí- nima efetiva (CME), que é a concentração mínima necessária para que o paciente apresente resposta adequada ao medicamento; a quantidade total de medicamento no sangue após a sua administração. O diagrama seguinte mostra a variação da concen- tração no sangue (microgramas por mililitro – µg/mL), em função do tempo, para a mesma quantidade de um mesmo medicamento em duas formulações diferentes. 6 5 4 3 2 CME Formulação B Formulação A 1 0 0 2 4 6 8 10 Tempo após administração (horas) 12 14 16 18 20 C o n c e n tr a ç ã o s é ri c a m é d ia μ g /m L Aspectos cinéticos do uso do medicamento: a) Que formulação é absorvida mais rapidamente? b) Que formulação apresenta maior tempo de manu- tenção da concentração mínima efetiva? E qual é esse tempo? c) Se o paciente iniciar o tratamento com a formula- ção A, e em seguida passar para a formulação B, depois de quantas horas da ingestão da formula- ção A ele deve iniciar a ingestão da formulação B? Explique. 14 Enem Alguns fatores podem alterar a rapidez das rea- ções químicas. A seguir, destacam-se três exemplos no contexto da preparação e da conservação de alimentos: 1. A maioria dos produtos alimentícios se conserva por muito mais tempo quando submetidos à refri- geração. Esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de cer- tos alimentos. 2. Um procedimento muito comum utilizado em prá- ticas de culinária é o corte dos alimentos para acelerar o seu cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão. 3. Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas. Com base no texto, quais são os fatores que in- uenciam a rapidez das transformações químicas re- lacionadas aos exemplos 1, 2 e 3, respectivamente? A Temperatura, superfície de contato e concentração. Concentração, superfície de contato e catalisa- dores. C Temperatura, superfície de contato e catalisadores. Superfície de contato, temperatura e concentração. Temperatura, concentração e catalisadores. 15 PUC-Campinas 2017 Para mostrar a diferença da ra- pidez da reação entre ferro e ácido clorídrico, foi utilizado o ferro em limalha e em barra. Pingando dez gotas de ácido clorídrico 1,0 mol·L−1 em cada material de ferro, espera-se que a reação seja A mais rápida no ferro em barra porque a superfície de contato é menor. mais rápida no ferro em limalha porque a superfície de contato é maior. C igual, pois a concentração e a quantidade do ácido foram iguais. mais lenta no ferro em limalha porque a superfície de contato é menor. mais lenta no ferro em barra porque a superfície de contato é maior. 16 Uerj 2016 No preparo de pães e bolos, é comum o emprego de fermentos químicos, que agem liberan- do gás carbônico, responsável pelo crescimento da massa. Um dos principais compostos desses fer- mentos é o bicarbonato de sódio, que se decompõe sob a ação do calor, de acordo com a seguinte equa- ção química: 2 NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) Considere o preparo de dois bolos com as mesmas quantidades de ingredientes e sob as mesmas condi- ções, diferindo apenas na temperatura do forno: um foi cozido a 160 ºC e o outro a 220 ºC. Em ambos, todo o fermento foi consumido. O gráco que relaciona a massa de CO2 formada em função do tempo de cozimento, em cada uma dessas temperaturas de preparo, está apresentado em: A M a s s a d e C O 2 Tempo0 160 °C 220 °C QUÍMICA Capítulo 4 Cinética Química318 M a s s a d e C O 2 Tempo0 C M a s s a d e C O 2 Tempo0 M a s s a d e C O 2 Tempo0 17 PUC-SP 2015 Considereuma reação genérica em que os reagentes D e G transformam-se no produto J. A cinética dessa reação pode ser estudada a partir do gráfico a seguir que representa a entalpia de reagen- tes e produtos, bem como das espécies interme diárias formadas durante o processo. No gráfico, estão repre- sentados os caminhos da reação na presença e na ausência de catalisador. Gráfico cinética química e a influência do catalisador Caminho da reação D + G J x y z E n e rg ia Um aluno ao analisar esse gráco fez algumas arma- ções a respeito da reação D + G → J: I. z representa a variação de entalpia (∆H) dessa reação. II. y representa a energia de ativação dessa reação na presença de catalisador. III. x + z representa a energia de ativação dessa rea- ção na ausência de catalisador. IV. Essa reação corresponde a um processo endo- térmico. Estão corretas apenas as armações A I e II. I e III. C II e III. II e IV. I, III e IV. 18 UEM 2012 O gráfico a seguir representa a concen- tração do composto C em função do tempo para a reação destacada. Com base na representação gráfi- ca, assinale o que for correto. 100 80 [C ] (m o l/ L ) 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 Tempo (s) 12 14 16 18 20 A→ C + D 01 A velocidade da reação de formação do compos- to C é igual a zero entre 14 e 20 s. 02 Pode-se supor que em 11 s foi adicionado um ca- talisador no meio reacional. 04 A velocidade da reação de formação do compos- to C é maior entre 0 e 10 s. 08 A velocidade instantânea de formação do com- posto C em s é igual à velocidade média de formação do composto C entre 0 e 10 s. 16 A velocidade média de formação do composto C, no intervalo de 12 a 14 s, é igual a 50 mol/L · s. Soma:JJ 19 IFMG 2014 Em um recipiente de vidro preenchido com peróxido de hidrogênio foram inseridas pequenas porções de óxido de manganês sólido. Em seguida, tampou-se o recipiente e observou-se a formação exotérmica de bolhas de gás oxigênio, conforme a equação seguinte. H O ( ) 1 2 O (g) H O( ) 2 2 MnO (s) 2 2 2 → + A velocidade da decomposição do peróxido de hidro- gênio é proporcional A à elevação da pressão interna do recipiente de vidro. à quantidade de matéria das substâncias líquidas da reação. C à quantidade de calor absorvida pelo gás oxigênio e pela água. à superfície de contato das partículas de óxido de manganês. ao número de complexos ativados formados entre o gás oxigênio e a água.
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