Cinética das reações

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Cinética das reações
 
1) O iodeto de hidrogênio (HI), forma o ácido iodídrico em solução aquosa, também pode ser utilizado na produção de iodo por meio da reação a seguir. Considere que 3,7x10-4mol/L de iodeto alimentem o sistema reacional para a produção de I2.
2HI(g) → H2(g)+I2(g)
Calcule a velocidade de formação do iodo a partir da decomposição do HI durante 1200s de reação, com a concentração de 9,0x10-5mol/L.s de reagente no final desse intervalo.
A. 
1,16x10-7​​​​​​​mol/L/s.
2)  Uma matéria-prima aplicada na obtenção de explosivos é o pentóxido de nitrogênio (N2O5), composto altamente oxidante e reativo, devido à sua instabilidade. Ainda por isso, pode sofrer decomposição resultando em dióxido de nitrogênio (NO2) e oxigênio (O2). A equação da velocidade para essa decomposição é v = k[N2O5].
Determine a concentração de reagente após 20 minutos do início da decomposição, sabendo que a reação ocorre a 50°C, a constante cinética é 5,2x10–3s–1 e que a concentração inicial de N2O5 era de 10mol/L.
 
R: C. 0,019mol/L.
Pela forma da lei de velocidade:
v = k[N2 O5]
Percebe-se que a reação é de primeira ordem, ou seja, aumentando-se a concentração de reagente em duas vezes, a velocidade também é duplicada. A concentração do reagente em relação ao tempo é dada por:
ln⁡[A]t–ln⁡[A]0 = –kt
Essa lei de velocidade integrada pode ser escrita genericamente como:
[A]t = [A]0e–kt
Convertendo a unidade de tempo de minutos para segundos:
20min × 60s ÷ 1min = 1.200s
Substituindo-se as informações dadas na equação anterior, tem-se que:
[N2 O5]t = [10]0e–5,2x10–3×1200
[N2 O5]t = 0,019 mol/L
Portanto, após 1.200s, ou 20 minutos de reação, a concentração do pentóxido de nitrogênio decai de 10mol/L para 0,019mol/L.
3) A determinação da cinética de uma reação é necessária para a modelagem e o projeto de reatores ou para a otimização de um processo químico existente. Um dos parâmetros cinéticos mais importantes é a constante de velocidade.
Assim, considere a reação em fase gasosa, dada por A→3P, que ocorre em um reator em elevada temperatura, e determine a concentração inicial de reagente, sabendo que após 100s de reação a quantidade de A que permaneceu no sistema foi de 0,0096mol/L.
Dados: a equação de velocidade dessa reação é v= k[A]2, na qual k = 0,543 L/mol.s
R: B. 
0,020mol/L.
 
4)O sulfato de sódio (Na2SO4) é utilizado na fabricação de celulose pelo processo kraft, na produção de vidro é aplicado como um agente purificador e na indústria têxtil colabora na etapa de tingimento das fibras. Essa substância pode ser obtida a partir da reação entre o bissulfato de sódio (NaHSO4) e o acetato de sódio (CH3COONa) produz ácido acético (CH3CHOOH) e sulfato de sódio (Na2SO4).
NaHSO4 + CH3COONa → CH3CHOOH + Na2SO4
Diante das informações, para que a reação seja realizada em condições favoráveis à cinética, julgue as afirmações a seguir:
I. Os reagentes estão no estado sólido e não devem ser triturados antes do contato entre eles.
II. As soluções aquosas concentradas dos reagentes são misturadas, o que favorece a ocorrência da reação com maior velocidade.
III. A elevação de temperatura do sistema reacional resulta na obtenção do sulfato de sódio em um menor tempo.
É correto o que se afirma em:
R: D. 
II e III.
Quando os reagentes estão no estado sólido, a reação é favorecida quanto maior for a superfície de contato entre eles. Por isso, é indicada a redução do tamanho do sólido como pó, por exemplo.
A reação entre soluções aquosas é mais rápida devido aos reagentes estarem na forma iônica, o que demanda de uma energia menor para reagirem. Enquanto a elevação de temperatura acelera a formação de produtos, portanto, a reação ocorre em menor tempo.
5) Nas últimas décadas, a avaliação da estabilidade de produtos farmacêuticos tem recebido especial atenção tanto dos órgãos fiscalizadores quanto das empresas produtoras. É dever do fabricante assegurar a qualidade do produto, o que implica conhecimento deste, garantido por meio de criteriosa pesquisa.
A literatura descreve várias maneiras de avaliar a estabilidade de um produto farmacêutico. Considerando os principais fatores responsáveis pela degradação de um produto farmacêutico, é possível acelerar essa degradação visando estipular o prazo de validade do produto, ou seja, o seu período de vida útil (MANFIO et al., 2007).​​​​​​​
Diante do exposto, sobre as condições de estabilidade dos fármacos, julgue as afirmações a seguir.
I. O uso de matéria-prima dentro dos limites microbianos especificados evita a perda de estabilidade microbiológica.
II. A perda de estabilidade de medicamentos pode ser resultado da sua interação com o material de acondicionamento, podendo apresentar alguns tipos específicos de vidros com traços de metais, como magnésio, que catalisam a reação de oxidação.
III. O estudo da estabilidade de fármacos permite estabelecer as corretas condições de armazenamento e de acondicionamento, bem como conhecer os produtos de degradação do remédio.
É correto o que se afirma em:
R:E. I, II e III.
Um dos fatores que resulta na perda de estabilidade são as interações com o material de acondicionamento, por exemplo, vidros dos tipos III e NP podem ceder hidroxilas ou traços de metais como o magnésio, que são catalisadores da degradação por oxidação.
No caso da estabilidade microbiológica, as matérias-primas apresentam um limite especificado para seu uso, tendo boa qualidade microbiológica.
A investigação da estabilidade apresenta como principais objetivos: certificar que o produto consumido mantém as características originais, conhecer os produtos de decomposição, estabelecer o acondicionamento e as condições de armazenamento e estimar o prazo de validade.