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192 MANUAL DO PROFESSOR 1. Alternativa a. Para que o produto AC seja formado, os átomos do elemento A devem colidir com os átomos de C. Para que o produto BD seja formado, os átomos do elemento B devem colidir com os átomos de D. A geometria mais favorável para a formação do complexo ativado é: A B D C 2. Alternativa d. A reação que ocorre com maior facilidade, ou seja, mais rapidamente, é a que apresenta a menor energia de ativação, que é a diferença entre a energia do complexo ativado e a dos reagentes. 3. Alternativa d. A reação de combustão é exotérmica, liberando energia na forma de luz e calor. A energia de ativação é a mínima energia neces- sária para que a reação ocorra. Dessa forma, o atrito fornece uma energia igual ou superior à energia de ativação. 4. A energia de ativação corresponde à diferença entre a energia do complexo ativado e a dos rea- gentes. E a 5 2 10 2 (2 50) 5 40 kcal Desenvolvendo seus conhecimentos (p. 442) 5. Avanço da reação H 0, energia absorvidaA 1 B E a X C 1 D H 6. Alternativa c. E at (direta) E at (inversa) H H reagentes H produtos ΔH , 0 H 0 H (E E ) H (120 kJ 80 kJ) 40 kJ ativação (inversa) ativação (direta) , 52 2 52 2 52 7. Exotérmica, pois a entalpia do produto Y é menor que a do reagente X. 8. H 5 H produtos 2 H reagentes H 5 220 kJ 2 10 kJ 5 230 kJ 9. E a 5 energia do complexo ativado 2 H reagentes E a 5 50 kJ 2 10 kJ 5 40 kJ 10. Endotérmica, pois a entalpia do produto X é maior que a entalpia do reagente Y. 11. H reação 5 H produtos 2 H reagentes H reação 5 10 kJ 2 (220 kJ) 5 30 kJ Obs.: O valor em módulo é igual ao valor da entalpia da reação direta. 12. E a 5 energia do complexo ativado 2 H reagentes E a 5 50 kJ 2 (220 kJ) 5 70 kJ B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra 2CONECTE_Quim_MERC18Sa_MP_PE_U6_p186a203.indd 192 8/27/18 12:59 PM MANUAL DO PROFESSOR 193 1. Alternativa b. Uma reação ocorre quando as moléculas dos rea- gentes se chocam com geometria favorável e energia suficiente para formar produtos. 2. Alternativa a. A velocidade da reação depende do número de colisões por unidade de tempo, da energia ciné- tica das moléculas e da geometria da colisão. 3. Alternativa d. A energia de ativação é a diferença entre a ener- gia inicial (0 kcal) e o pico do gráfico (28 kcal); já a entalpia da reação é calculada pela diferença entre a energia inicial (0 kcal) e a energia final da reação (25 kcal). 4. Alternativa d. Análise das afirmações: [I] Incorreta. A etapa determinante da velocidade da reação é a mais lenta (maior energia de ati- vação), ou seja, etapa 1. (maior) (menor) [II] Correta. A reação é exotérmica, pois a entalpia dos produtos é menor do que a dos reagentes. [III] Correta. A energia de ativação da etapa 1 é maior que a energia de ativação da etapa 2. Desafiando seus conhecimentos (p. 444) 5. Alternativa c. Considerando que a decomposição do HI é a rea- ção inversa da reação mencionada, atribuímos 0 à energia de formação do H 2 e do I 2 e 30 kJ à ener- gia de formação do HI. Assim, a diferença entre a energia de ativação da formação do HI e a entalpia da reação é 170 2 30 5140 kJ, que corresponde à energia de ativação da decomposição. Graficamente: H 5 130 kJ 170 kJ Coordenada da reação H E a direta 5 170 kJ E a inversa 5 140 kJ 0 E a 1 2 H 2 ? I 2 1 2 HI 6. Alternativa a. I. Correta. A variação de entalpia é uma função de estado e só depende dos estados final e inicial, que neste caso são os mesmos para as duas reações. II. Correta. Em módulo, o H da reação direta é igual ao H da reação inversa, para todas as reações. III. Incorreta. A energia de ativação não é uma função de estado e pode variar de uma rea- ção que ocorre em apenas uma etapa para outra com intermediárias. IV. Incorreta. A energia de ativação da reação direta é, na maioria das vezes, diferente da energia de ativação da reação inversa. 7. Alternativa b. A reação é exotérmica, pois libera calor; além disso, tem energia de ativação baixa, uma vez que é fornecida apenas pelo atrito. B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra B a n c o d e i m a g e n s /A rq u iv o d a e d it o ra 2CONECTE_Quim_MERC18Sa_MP_PE_U6_p186a203.indd 193 8/27/18 12:59 PM 194 MANUAL DO PROFESSOR Capítulo 25 Fatores que influem na rapidez das reações Objetivos do capítulo • Relacionar a superfície de contato, a tempe- ratura e a concentração de reagente com a Teoria da colisão e a partir daí entender como esses fatores alteram a rapidez das reações; • conceituar catalisadores; • diferenciar catálise homogênea de catálise heterogênea. Sugestões de abordagem Iniciar a abordagem desse assunto executando as Atividades práticas da página 470. Levar para a sala de aula quatro comprimidos efervescentes, água gelada e água a temperatura ambiente. Em copos com água à mesma tempera- tura, adicionar um comprimido inteiro e um tritura- do (em pó), para os alunos compararem a velocidade das reações. Em seguida, colocar um comprimido em água gelada e outro em água a temperatura am- biente ou quente, a fim de que os alunos também comparem a velocidade das reações. Além disso, levar uma batata e água oxigenada para mostrar a ação de uma enzima (catalisador), favorecendo a de- composição da água oxigenada. Fundamentando seus conhecimentos (p. 452) 1. O CaCO3 apresenta uma maior superfície de contato em 2, e isso faz com que a reação seja mais rápida. 2. São iguais nos dois experimentos, já que a quan- tidade de CaCO3 que reagiu é a mesma nas duas experiências. 3. A ⇒ experimento 2. B ⇒ experimento 1. A curva A indica uma reação mais rápida (for- mação do mesmo volume de gás em um tempo menor). 4. Nos dois experimentos, pois nos dois tubos o magnésio reage formando gás hidrogênio. 5. No experimento X, pois a maior temperatura ace- lera a reação. 6. Não, a maior efervescência indica apenas que a reação é mais rápida. Como a massa de magné- sio que reage nos dois experimentos é a mesma, o volume de H2 produzido é o mesmo. 7. No experimento X, pois a maior temperatura in- dica maior energia cinética média das moléculas, que resulta em um maior número de choques efetivos e, assim, maior rapidez. 8. Curva A ⇒ experimento X. Curva B ⇒ experimento Y. A curva A indica uma reação mais rápida (mesmo volume de H2 produzido em um menor intervalo de tempo). 9. H1 ⇒ curva C: a sua quantidade diminui com o tempo, pois é transformado em H2. Cø2 ⇒ curva A, o ânion cloreto não participa da reação e sua concentração é constante. Mg21 ⇒ curva B, sua quantidade aumenta com o tempo à medida que as fitas de magnésio reagem. 10. Trata-se de uma reação de deslocamento (sim- ples troca): Zn (s) 1 2 HCø (aq) → ZnCø2 (aq) 1 H2 (g) 11. 20 s ⇒ HCø 0,2 mol/L. 30 s ⇒ HCø 0,1 mol/L. 60 s ⇒ HCø 0,05 mol/L. Quanto maior é a concentração dos reagentes, maior é a velocidade da reação. 12. Conforme as indicações, os três experimentos produziram o mesmo volume de H2. 13. É igual nos três experimentos. O zinco adiciona- do reage na mesma quantidade em todo o HCø dos erlenmeyers, formando a mesma quantida- de de H2. 14. O experimento II apresenta uma maior concentra- ção de NO que o experimento I, assim a reação em II é mais rápida que em I. O experimento III apresenta uma maior concen- tração de H2 que o experimento I, assim a reação em III é mais lenta que em I. 2CONECTE_Quim_MERC18Sa_MP_PE_U6_p186a203.indd 194 8/27/18 12:59 PM