Quimica Feltre - Vol 2-181-183

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167Capítulo 4 • CINÉTICA QUÍMICA
— é igual a 2. A molecularidade é também igual a 2,
pois, ocorrendo a reação
NO2 (g) " CO (g) NO (g) " CO2 (g)
em uma única etapa, ela envolverá o choque de 2
moléculas (NO2 e CO).
Alternativa d.
Exercício resolvido
42 (UFSM-RS) Considerando a reação
NO2 (g) " CO (g) NO (g) " CO2 (g)
que ocorre em uma única etapa e que, numa dada
temperatura, apresenta a lei experimental de velo-
cidade dada por v % k[NO2] [CO], é correto afirmar
que essa reação é de:
a) 3a ordem e molecularidade 2.
b) 2a ordem e molecularidade 3.
c) 3a ordem e molecularidade 3.
d) 2a ordem e molecularidade 2.
e) 5a ordem e molecularidade 5.
Resolução
A reação é de 2ª ordem, visto que a soma dos expoen-
tes na fórmula de velocidade — v % k [NO2][CO]
43 (F. Ruy Barbosa-BA) A expressão de velocidade da reação
2 A " B A2B é v % k[A][B]. A ordem dessa
reação é:
a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4
44 (Uespi) A reação que ocorre utilizando os reagentes A e B
é de terceira ordem. Para essa reação não é possível apli-
car a expressão da lei de velocidade:
a) v % k [A] [B]2 d) v % k [A]2 [B]
b) v % k [A]3 e) v % k [A]3 [B]3
c) v % k[B]3
45 (Vunesp) Experimentalmente, observou-se que a velo-
cidade de formação da substância C, através da reação
2 A (g) " B (g) C (g), é independente da con-
centração de B e quadruplica quando a concentração
de A é dobrada. A expressão da velocidade (v) da rea-
ção, admitindo-se que k é a velocidade específica, é:
a) v % k [A] [B] c) v % k [A]4 e) v % k[2 A]2 [B]
b) v % k [A]2 d) v
k C
A B[ ] [ ]2
%
[ ]
46 (UFSCar-SP) A decomposição do pentóxido de dinitro-
gênio é representada pela equação
2 N2O5 (g) 4 NO2 (g) " O2 (g)
Foram realizados três experimentos, apresentados na
tabela.
A expressão da velocidade da reação é:
a) v % k [N2O5]
0 c) v k [N O ]2 5
1
2% e) v % k [N2O5]
2
b) v k [N O ]2 5
1
4% d) v % k [N2O5]
1
47 (EEM-SP) O valor absoluto da velocidade de decomposi-
ção (v) de uma substância em solução aquosa varia com a
concentração (C) dessa substância, como indica a figura.
0
5
10
2 4
v (mg/mL "h)
C (mg/mL)
48 (Uece) Em uma série de experimentos controlados, um
pesquisador fez reagir porções de 3,27 g de zinco metá-
lico com diferentes volumes de soluções de ácido clorí-
drico de diferentes títulos, conforme a seguinte equação:
2 HCl " Zn ZnCl2 " H2
Se, nos vários experimentos efetuados, forem mantidos
constantes a massa e o estado de agregação do zinco e
também a temperatura e a pressão sob as quais esses
experimentos são realizados, escolha a opção que des-
creve as condições sob as quais pode ser observada a
maior velocidade de reação.
a) Experimento I:
2.000 mL de solução contendo 1,825 g HCl/L " Zn.
b) Experimento II:
1.000 mL de solução contendo 3,65 g HCl/L " Zn.
c) Experimento III:
500 mL de solução contendo 7,30 g HCl/L " Zn.
d) Experimento IV:
250 mL de solução contendo 14,60 g HCl/L " Zn.
49 (UFRN) Considere a reação de decomposição, em solu-
ção, deste diazobenzeno:
C6H5N2Cl (solução) C6H5Cl (solução) " N2 (g)
Essa é uma reação irreversível de primeira ordem, e sua
velocidade pode ser medida de diferentes maneiras. O
gráfico abaixo que representa corretamente a veloci-
dade da reação é:
a) c)
Tempo
Massa (N2)
a) Qual é o valor da constante de velocidade dessa reação?
b) De que fatores depende essa constante de velocidade?
Observação: Considere a reação da substância menciona-
da como sendo “A Decomposição”; os valores de v
e de [A] saem do gráfico e com eles resolvemos o problema.
Experimento [N2O5] Velocidade
I x 4 z
II x
2
2 z
III x
4
z
Tempo
Volume (N2)
b) d)
Tempo
[C6H5N2Cl]
Tempo
Massa (C6H5N2Cl)
EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES Registre as respostasem seu caderno
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50 (PUC-SP) Na reação de solução de ácido clorídrico com
zinco metálico, o gráfico que melhor representa o com-
portamento das espécies em solução é:
a) d)
a) H2O2 e I
# c) H2O2 e) I
#
b) H2O2 e H
" d) H"
53 (UFPI) O trióxido de enxofre (SO3), matéria-prima para
fabricação do ácido súlfurico (H2SO4), é preparado atra-
vés da oxidação de enxofre, em presença de catalisador,
conforme a reação abaixo:
SO2 (g) "
1
2
O2 (g) SO3 (g)
Considerando a reação simples e elementar, identifique
a opção correta.
a) A reação é de primeira ordem em relação ao SO2.
b) Aumentando a temperatura, diminui a velocidade de
formação do SO3.
c) A reação é de terceira ordem em relação aos reagentes.
d) Aumentando a temperatura, diminui a energia cinética
média das moléculas.
e) A velocidade de desaparecimento do SO2 é a metade
da velocidade de desaparecimento do O2.
54 A hidrazina (N2H4) é utilizada, junto com alguns de seus
derivados, como combustível sólido dos ônibus espaciais.
Sua formação ocorre em várias etapas:
a) NH3 (aq) " OCl
# (aq) NH2Cl (aq) " OH
# (aq)
(etapa rápida)
b) NH2Cl (aq) " NH3 (aq) N2H
"
5 (aq) " Cl
# (aq)
(etapa lenta)
c) N2H
"
5 (aq) " OH
# (aq) N2H4 (aq) " H2O (l)
(etapa rápida)
Qual a opção que contém a expressão da velocidade para
a reação de formação da hidrazina?
a) v % k[NH2Cl][NH3] d) v % k [N2H4][Cl
#][H2O]
b) v % k [NH3][OCl
#] e) v % k [N2H
"
5 ][OH
#]
c) v % k [NH3]
2[OCl#]
55 (UFC-CE) A Química Ambiental procura, entre outras coi-
sas, adotar formas de atenuar a emissão de substâncias
gasosas que depreciam a qualidade do ar. A reação entre
os gases monóxido de carbono e oxigênio para produzir
dióxido de carbono, de acordo com a equação abaixo,
tem grande importância para o estudo ecológico:
2 CO (g) " O2 (g) 2 CO2 (g)
Considerando a reação simples, escolha a alternativa
correta.
a) A velocidade de formação do dióxido de carbono
independe da concentração dos reagentes.
b) A velocidade de formação do dióxido de carbono
independe da temperatura do ambiente.
c) A reação química como mostrada acima não está ajus-
tada em sua estequiometria.
d) A reação é de terceira ordem em relação ao monóxido
de carbono.
e) A reação é de terceira ordem em relação aos reagentes.
56 (PUC-MG) Uma reação química processa-se conforme o
gráfico abaixo:
t (minutos)
C
on
ce
nt
ra
çã
o
(m
ol
/L
)
Cl#
Zn"2
H"
b) e)
t (minutos)
C
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Zn"2
H"
51 (Vunesp) Duas fitas idênticas de magnésio metálico são
colocadas, separadamente, em dois recipientes. No pri-
meiro recipiente adicionou-se solução aquosa de HCl e,
no segundo, solução aquosa de CH3COOH, ambas de
concentração 0,1 mol/L.
Foram feitas as seguintes afirmações:
I. As reações se completarão ao mesmo tempo nos dois
recipientes, uma vez que os ácidos estão presentes na
mesma concentração.
II. O magnésio metálico é o agente oxidante nos dois
casos.
III. Um dos produtos formados em ambos os casos é o
hidrogênio molecular.
IV. As velocidades das reações serão afetadas se as fitas
de magnésio forem substituídas por igual quantidade
desse metal finamente dividido.
Que afirmações são verdadeiras?
a) I e II, apenas. d) III e IV, apenas.
b) II e III, apenas. e) II, III e IV, apenas.
c) I e III, apenas.
52 (Fuvest-SP) Em solução aquosa ocorre a transformação:
H2O2 " 2 I
# " 2 H" 2 H2O " I2
Em quatro experimentos, mediu-se o tempo decorrido
para a formação de mesma concentração de I2, tendo-se
na mistura de reação as seguintes concentrações iniciais
de reagentes:
R
PEnergia(kcal)
Caminho da reação
I
II
III
É incorreto afirmar que:
a) a passagem I é endotérmica.
b) a passagem II envolve a menor energia de ativação.
c) a passagem III é a mais lenta.
d) a passagem III libera mais calor do que II.
e) a reação se processa em etapas.
Experi-
mentos
Tempo
(s)
Essesdados indicam que a velocidade da reação conside-
rada depende apenas da concentração de:
Concentrações iniciais (mol/L)
H2O2 I
# H"
I 0,25 0,25 0,25 56
II 0,17 0,25 0,25 87
III 0,25 0,25 0,17 56
IV 0,25 0,17 0,25 85
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169Capítulo 4 • CINÉTICA QUÍMICA
5
O EFEITO DOS CATALISADORES NA VELOCIDADE
DAS REAÇÕES QUÍMICAS
5.1. Introdução
A reação 2 H2 (g) " O2 (g) 2 H2O (g) praticamente não ocorre em temperatura ambiente.
Se adicionarmos, porém, um pouco de platina em pó, a mistura H2 e O2 explodirá no mesmo instante.
Dizemos, então, que a platina agiu como catalisador da reação e escrevemos:
2 H2 (g) " O2 (g) 2 H2O (g)
Vimos, nas páginas anteriores, que a velocidade de uma reação química pode ser aumentada com
o aumento da concentração dos reagentes e/ou com o fornecimento de energia (calor, eletricidade, luz,
etc.). Essas alternativas, porém, são caras, principalmente nas indústrias químicas. Por outro lado, uma
pequena quantidade de catalisador (sem sofrer desgaste) pode, em muitos casos, acelerar uma reação,
tornando o processo muito mais barato. Por isso os catalisadores são largamente empregados — nas
indústrias petroquímicas, na produção de plásticos, na fabricação de produtos de borracha, etc. —, o
que justifica o grande esforço despendido na pesquisa de novos e melhores catalisadores.
Catalisadores chamados enzimas exercem um papel importante em nosso organismo. Por exem-
plo: quando usamos água oxigenada para desinfetar um corte, aparece uma “efervescência”, devida à
liberação de O2 gasoso (pela reação: 2 H2O2 2 H2O " O2); essa reação é catalisada pela enzima
chamada catalase, que existe em nosso sangue, e o O2 liberado é o que age como bactericida sobre o
ferimento. Outro exemplo, também muito importante, são as enzimas existentes na saliva e no suco
gástrico, que possibilitam a digestão dos alimentos.
Outro exemplo a ser lembrado é o da camada de ozônio, cuja destruição é provocada por reações
catalisadas por compostos orgânicos fluorclorados; por esse motivo, tais compostos estão sendo bani-
dos dos sprays, geladeiras, aparelhos de ar condicionado, etc.
5.2. Conceitos fundamentais
Alguns conceitos fundamentais, usados no estudo da catálise, são:
Catalisador é a substância que aumenta a velocidade de uma reação, sem ser consu-
mida durante o processo.
Catálise é o aumento de velocidade da reação, provocado pelo catalisador.
Quando a substância diminui a velocidade de uma reação, ela é denominada inibidor (antigamen-
te chamado de catalisador negativo). O inibidor, ao contrário do que ocorre com o catalisador, é
consumido pela reação. Assim consideremos, por exemplo, a reação:
CH4 " Cl2 CH3Cl " HCl
A adição de pequenas quantidades de oxigênio retarda a reação; tão logo, porém, o oxigênio seja
consumido, a reação retoma sua velocidade primitiva.
Atualmente, os inibidores são muito usados na conservação de alimentos, bebidas e outros produ-
tos perecíveis.
Costuma-se classificar a catálise em homogênea ou heterogênea, conforme o sistema em reação e
o catalisador formem um todo homogêneo ou heterogêneo. Por exemplo:
2 SO2 " O2 2 SO3
Nessa reação, temos um caso de catálise homogênea porque todas as substâncias (SO2, O2, SO3)
e o catalisador (NO) são gases e constituem uma única fase (conjunto homogêneo). A catálise homogê-
nea ocorre, por exemplo, em sistemas gasosos catalisados por um gás.
Platina
400 °C
NO
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