Cinética de Reações Químicas

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Cinética: 
 
1) Os dados da Tabela a seguir referem-se a uma reação reversível de primeira 
ordem do tipo: 𝐴→←𝐵. Com base nos dados a seguir determine por regressão 
linear (k1 + k-1). 
 
Tabela 1: Dados cinéticos obtidos para uma determinada reação reversível de 
primeira ordem do tipo: 𝐴→←𝐵. 
 
 
2) O equilíbrio 𝐴→←𝐵 é de primeira-ordem em ambas as direções. Derive uma 
expressão para a concentração de A como função do tempo quando as 
concentrações molares iniciais de A e B são [A]o e [B]o. 
 
3)
 
 
4) Para uma reação 𝐴	
!!→ 𝐵
!"→ 𝐶 o valor de k1 = 5,65x10-3 min-1 e o tempo 
necessário para B atingir a máxima concentração é 26 min. Qual o valor de k2? 
 
 
5) Supondo que uma reação de primeira ordem gera os seguintes dados: 
 
 
Determine os valores da energia de ativação e do parâmetro A assumindo que 
o sistema siga a equação de Arrhenius. Qual o tempo de meia vida da reação a 
75 oC? 
 
Dado: ln (k) = -(Ea/R)(1/T) + ln(A) 
 
6) O equilíbrio NH3(aq) + H2O(l) →← NH4+(aq) + OH- (aq), a 25 °C, é submetido a 
um salto de temperatura que aumenta ligeiramente a concentração do NH4+(aq) 
e do OH- (aq). O tempo de relaxação do sistema (t) medido é de 7,61 ns. A 
constante de equilíbrio para o sistema é igual a 1,78 x 10-5, a 25°C, e a 
concentração de equilíbrio do NH3 (aq), a 25 °C, é de 0,15 mol dm-3. Calcule as 
constantes de velocidade para as etapas direta e inversa. 
 
Obs: t = 1/(k1 + k-1) (Para reação do tipo 𝐴→←𝐵) e t = 1/{k1 + k-1([C] +[D])} (Para 
reação do tipo 𝐴 + 𝐵	→←𝐶 + 𝐷). 
 
7) Observa-se que uma reação de decomposição de primeira ordem (𝐴
!!→ 𝐵) tem 
as seguintes constantes de velocidade nas temperaturas indicadas. Calcule a 
energia de ativação. 
K1 / 10-3 s-1 2,46 45,1 576 
q / oC 0 20 40 
 
8) O metano é um produto secundário de diversos processos naturais (tais como 
a digestão da celulose nos ruminantes e a decomposição anaeróbica de matéria 
de resíduos orgânicos) e processos industriais (como a produção de alimentos 
e a utilização de combustíveis fósseis). A reação com a radical hidroxila, OH, é 
a rota principal de eliminação de CH4, na atmosfera inferior. T. Gierczak et al. in 
(Phys. Chem. A 101, 3125 (1997)) mediram as constantes de velocidade da 
reação elementar bimolecular em fase gasosa do metano com o radical hidroxila 
em uma faixa de temperatura de importância na química atmosférica. Obtenha 
os parâmetros de Arrhenius A e Ea, a partir das seguintes medições: 
 
K1 / 106 
L mol-
1s-1 
0,217 0,241 0,295 0,379 0,452 0,494 3,55 
T / K 195 200 206 213 218 223 295 
 
9) Observa-se que a velocidade de uma reação química triplica quando a 
temperatura aumenta de 24 °C para 49°C. Determine a energia de ativação. 
 
10) Observa-se que a velocidade de uma reação química duplica quando a 
temperatura aumenta de 25 °C para 35 °C. Determine a energia de ativação. 
 
11) Para a reação 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g), a velocidade inicial, V0, do processo 
foi medida partindo-se de diferentes concentrações iniciais dos reagentes a 300 
K, estando os dados experimentais na tabela a seguir. 
Experimento [NO]0 / mol L-1 [O2]0 / mol L-1 V0 / 10-3 mol L-1 s-1 
I 1,5 x 10-2 2,5 x 10-2 0,1 
II 3,0 x 10-2 2,5 x 10-2 0,4 
II 3,0 x 10-2 5,0 x 10-2 0,8 
Pede-se: 
a) Qual a equação para a lei de velocidade da reação (2NO(g) + O2(g) → 
2NO2(g)) com base nos dados da Tabela anterior? 
b) Qual o valor da constante de velocidade da reação (2NO(g) + O2(g) → 
2NO2(g)) com base nos dados da Tabela anterior? 
 
12) Calcule a frequência de colisão, z, e a densidade de frequência de colisão, 
Z, no monóxido de carbono, sendo R = 180 pm, a 30 °C e 120 kPa. Qual o 
aumento percentual desses parâmetros se a temperatura subir de 10 K, a volume 
constante? 
 
13) A teoria da colisão envolve o conhecimento da fração de colisões 
moleculares que ocorrem com a energia cinética no mínimo igual a Ea, ao longo 
da reta da colisão. Qual é essa fração quando (i) Ea = 15 kJ mol-1, (ii) E, = 150 
kJ mol-1 a (1) 300 K e (2) 800 K? 
 
14) O dióxido de nitrogênio reage em fase gasosa em uma reação bimolecular: 
NO2 + NO2 → 2 NO + 02. A dependência, com a temperatura, da constante de 
velocidade da lei da cinética de formação dos produtos na forma d[P]/dt = k[NO2]2 
é a da tabela a seguir. Qual o fator estérico P e qual a seção eficaz reativa da 
reação? 
 
k1 / cm3 mol-1 
s-1 
4,6x102 9,7x103 1,3x105 3,1x106 
T / K 600 700 800 1000