Lista Cinética Química com resolução

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Lista 1 - Cinética Química - Química Geral II - 1S/2015 
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1- A reação de decomposição de Peróxido de Hidrogênio pode ser monitorada por sua reação 
com Permanganato de Potássio contido em solução 0,1 mol/L, em meio Ácido Sulfúrico. Se 
após 300 s do início da reação de decomposição, cerca de 5 mL da mistura reacional forem 
titulados com exatamente 35,1 mL da solução do oxidante, qual a velocidade da reação 
nesse período? Se em t=350s forem gastos 33,4mL da solução titulante, qual a velocidade 
instantânea? 
Dados: 
Tempo (s) Conc. (Mol/L) 
0 2,32 
600 1,49 
1200 0,98 
1800 0,62 
3000 0,25 
 
2- Ácido Hipofluoroso, HOF, com meia-vida de apenas 30 min à temperatura ambiente, é 
muito instável e se decompõe numa reação de primeira ordem para formar ácido fluorídrico 
e oxigênio gasoso. Se a pressão do HOF, num balão de 1,00L, a 25C for inicialmente 100 
mmHg, qual a pressão total no balão e a pressão parcial do ácido hipofluoroso, depois de 30 
min? E depois de 45 min? 
 
3- A decomposição do Pentóxido de Di-Nitrogênio em meio orgânico a 45°C obedece a 
configuração do gráfico abaixo. Para esta reação determinar: 
a) A ordem; 
b) O tempo necessário para a [N2O5] diminuir para 1,34M; 
c) O tempo necessário para a [N2O5] diminuir de 0,46M; 
 
0 500 1000 1500 2000 2500
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4 0 2,31
188 2,03
344 1,81
531 1,63
875 1,38
1219 1,13
1906 0,72
2313 0,53
[N
2O
5]
tempo, s
 
 
 
4- Utilizando o gráfico abaixo, determinar para a reação B produtos: 
a) A ordem da reação; 
b) A velocidade da reação no tempo de 5,5 min; 
c) O tempo necessário para que 40% de B se decomponha; 
d) O tempo necessário para a concentração de B chegar a 0,01M 
 
Lista 1 - Cinética Química - Química Geral II - 1S/2015 
 2 
0 1 2 3 4 5 6
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1
1 1,4
2 1,81
3 2,5
4 3,25
5 4,57
6 6,65
1/
[B
]
tempo, min
 
 
3 
5- A decomposição térmica da Nitroglicerina foi estudada a duas temperaturas e os seguintes 
dados foram obtidos a partir de uma série de experimentos de acordo com a pesquisa de C.E. 
Waring e G. Krastins publicada no Journal of Physics and Chemistry, v. 74, p. 999, 1970: 
 
Experimento 
n 
Temperatura 
(K) 
[Nitroglicenina]0
 
Tempo 
(s) 
% molar de 
decomposição 
01 T1 1,11 300 52,0 
02 T1 0,80 300 52,9 
03 T1 0,52 300 53,2 
04 T1 0,41 300 52,9 
05 T2 1,21 180 34,6 
06 T2 0,92 180 35,9 
07 T2 0,67 180 36,0 
08 T2 0,39 180 35,4 
Em função dos dados apresentados na tabela acima, calcular para essa reação: 
a) O tempo de meia-vida no experimento n 06; 
b) O tempo necessário para 99,0% de decomposição no experimento n 01. 
 
6- Amônia decompõe-se na superfície de um filamento aquecido de Tungstênio. Os seguintes 
tempos de meia-vida foram obtidos a 1100C para esse experimento em diferentes 
concentrações iniciais: 
 
 
03
NH
= 3,1X10-3 mol/L  tempo de meia-vida = 7,6 min; 
 
 
03
NH
= 1,5X10-3 mol/L  tempo de meia-vida = 3,7 min; 
 
 
03
NH
 = 6,8X10-4 mol/L  tempo de meia-vida = 1,7 min. 
Com base nos dados apresentados acima, determinar para essa decomposição: 
a) A ordem da reação; 
b) A constante de velocidade. 
 
 
 
 
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7- Os seguintes dados foram coletados para a reação hipotética: 
 
2A (g) + 2B (g) + C (g)  3G (g) + 4F (g). 
 
Experimento Concentração inicial (M) 
 
[A] [B] [C] 
Velocidade 
Inicial 
(mol/L s) 
1 10 100 700 2,0 
2 20 100 300 4,0 
3 20 200 200 16,0 
4 10 100 400 2,0 
5 4,62 0,177 12,4 ? 
 
Para a reação acima mostrada, calcular: 
a) A ordem de reação para cada reagente; 
b) A velocidade da reação para o experimento 5; 
c) Escrever a lei de velocidade. 
 
8- Nitrato de Peróxiacetila (NPA) é um poluente do ar encontrado nas névoas fotoquímicas 
produzido pela reação de hidrocarbonetos e Óxidos de Nitrogênio sob a ação da luz solar. 
Esse composto causa irritação nos olhos entre outros males. O NPA é instável e dissocia-se 
em radicais de Peróxiacetila e Dióxido de Nitrogênio conforme a reação abaixo: 
CH3COOONO2  (CH3COOO)
- + NO2 (g) 
 NPA Radical 
A análise de uma amostra de NPA a 25C forneceu os seguintes dados: 
 
Tempo (s) 0 25 50 75 100 
Concentração 
de NPA 
 
1M 
 
78,75 g/l 
 
5,25%p/v 
 
0,25mol/L 
 
0 mol/L 
 
Com base nos dados acima, determinar: 
a) O tempo de meia-vida para a reação; 
b) O tempo necessário para a concentração de NPA diminuir em 30%. 
 
9- Para a reação de decomposição do Dióxido de Nitrogênio em Monóxido de Nitrogênio e 
Oxigênio, a equação de velocidade é: V = 1,4x10-10 L mol-1 s-1[NO2]
2 a 25°C. 
a) Se 0,3 mol do Dióxido estiver inicialmente presente em um reator fechado de 2L e a 
25°C, quantos anos corresponderiam ao tempo de ½ vida para reação? 
b) Com relação ao item a, qual a concentração e quantos gramas de Dióxido 
permanecem sem reagir depois de 115 anos? 
c) Com relação ao item b, qual a concentração de Monóxido que poderia ser produzida 
no mesmo período? 
N- 14g/mol; O- 16,0g/mol. 
 
 
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10- A seguinte reação de primeira ordem é realizada em meio a tetracloreto de carbono (CCl4) a 
45C em um recipiente de 1L: 
Pentóxido de Dinitrogênio  Tetróxido de Dinitrogênio + Oxigênio. 
A constante de velocidade é igual a 6,2x10-4 s-1. 
Se 80 g de Pentóxido são dissolvidas em tetracloreto e colocadas para decompor a 45C, 
calcular: 
a) O número de horas necessário para a quantidade de pentóxido reduzir para 2,5g; 
b) O volume, em cm3, de oxigênio produzido e armazenado nas CNTP. 
Dados: N- 14,0g/mol; O- 16,0g/mol. 
 
11- O fluoreto de nitrila (NO2F), composto explosivo, pode ser preparado pela reação do 
dióxido de nitrogênio com flúor. Use os dados da tabela seguinte para responder as questões 
abaixo: 
a) Qual a ordem da reação com relação a cada reagente e produto; 
b) Qual a ordem global da reação? 
c) Qual a equação de velocidade? 
d) Qual o valor da constante de velocidade, dando as unidades corretas da mesma. 
 
 
Experimento [NO2] [F2] Velocidade Inicial 
Mol/L 
1 0,001 0,005 2X10-4 
2 0,002 0,005 4X10-4 
3 0,006 0,002 4,8X10-4 
4 0,006 0,004 9,6X10-4 
5 0,001 0,001 4X10-5 
6 0,001 0,001 4X10-5 
 
12- Os oligossacarídeos e os polissacarídeos são açúcares formados por unidades de 
monossacarídeos. O oligossacarídeo mais comum é a sacarose (um dissacarídeo), 
encontrada no açúcar de cana e no de beterraba. A conversão da sacarose de acordo com a 
reação C12H22O11 + H2O 2 C6H12O6 foi estudada a 25C e os dados coletados estão 
apresentados no gráfico abaixo. Para esse estudo, determinar: 
a) A velocidade de conversão em 300 min; 
b) A porcentagem de sacarose convertida após 200 min de reação. 
c) O tempo de ½ vida. 
Dados adicionais: C- 12,0 g/mol; H- 1,00g/mol; O- 16,0g/mol; [Sacarose]0 = 34,279% p/v 
Lista 1 - Cinética Química - Química Geral II - 1S/2015 
 5 
0
37,17
27,636
19,415
9,987
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
tempo, min
%
 sa
ca
ro
se
 co
nv
er
tid
a
 
 
13- O leite fresco fermenta em aproximadamente 4h a 28°C, mas se conserva por mais de 48h 
em um refrigerador a 5°C. Considerando a velocidade inversamente relacionada com o 
tempo de fermentação, qual a energia de ativação para a reação envolvida na fermentaçãodo 
leite? (75,12 kJ mol-1) 
 
14- Um catalisador pode fazer com que uma reação ocorra por um mecanismo no qual a energia 
de ativação é mais baixa. Se o catalisador baixar a energia de ativação em 5kJ/mol, quão 
mais rápida será a reação catalisada diante da não catalisada, a 25°C, admitindo que não há 
alteração no fator de freqüência? (A reação catalisada deve ser 7,5 X mais rápida que a não 
catalisada) 
 
 
15- Um composto cíclico de acetaldeído conhecido como paraldeído, se decompõe em três 
moléculas iguais conforme a reação abaixo: 
 
C6H12O3  3 C2H4O 
 
A constante de velocidade de primeira ordem dessa reação à temperatura de 173ºC foi 
determinada como sendo 0,00105/s. 
a) Calcular a pressão total a exatamente 1000 s depois que uma mostra de paraldeído a uma 
pressão inicial de 100 mmHg foi introduzida em um frasco fechado; 
b) Calcular o tempo de meia vida para a decomposição do paraldeído na temperatura de 
273°C; 
 
Dado: Ea= 44,975 Kcal a 546K; 1J = 0,239 cal. 
 
 
16- A frase a seguir é uma citação de um artigo da edição de um jornal de grande circulação a 
respeito da quebra da celulose e do amido: “Uma diminuição de 18ºF (de 77 para 59ºF) 
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diminui a velocidade de reação em seis vezes; uma diminuição de 36ºF (de 77 para 41ºF) 
produz uma diminuição por um fator de quatro na velocidade”. 
a) Calcular as energias de ativação para o processo de quebra com base nas duas 
estimativas do efeito da temperatura na velocidade. Os valores são coerentes?; 
b) Tomando o valor calculado de Ea a partir da queda de 36ºF e que a reação é de 
primeira ordem com uma meia-vida a 25ºC de 2,7anos, calcule a meia-vida para a quebra a 
–15ºC. 
 
17- Monóxido de nitrogênio reage com hidrogênio a 826C, para formar monóxido de 
dinitrogênio e água. A variação da quantidade de monóxido de dinitrogênio por segundo de 
reação fornece uma equação de velocidade na qual a reação é de segunda ordem para o 
monóxido de nitrogênio e de primeira ordem para o hidrogênio, onde a constante de 
velocidade é igual a 1,10x10–07 L2mol-2s-1 na temperatura acima citada. Se num dado 
instante as pressões parciais do monóxido de nitrogênio e do hidrogênio são respectivamente 
144 e 324 mmHg, qual será a velocidade de diminuição da pressão parcial do monóxido de 
nitrogênio? 
 
18- A sacarose (C12H22O11), comumente conhecida como açúcar refinado, sofre hidrólise em 
meio a soluções ácidas diluídas para formar dois açúcares mais simples, glicose e frutose, 
ambos com fórmula C6H12O6. A 23ºC, partindo de uma concentração de sacarose igual a 
0,316 mol/L, os seguintes dados foram obtidos para a formação dos açúcares: 
 
Tempo (min) [glicose + frutose] 
0 0 
39 0,084 
80 0,072 
140 0,096 
210 0,088 
 
a) Determinar a ordem da reação com relação à sacarose; 
b) Determinar a velocidade de decomposição em t=320 min. 
 
19- A cinética da decomposição do Óxido de Etileno - (CH2)2O – em Metano e Monóxido de 
Carbono a 690K foi acompanhada pela medida da pressão total em função do tempo. Os 
seguintes dados foram obtidos: 
t=10min,P=139,14mmHg;t=20min,P=151,67mmHg; t=40min,P=172,65mmHg; t= 60 
min, P=189,15; t=100 min,P=212,24mmHg; t=200min, P=238,66; t=

,P=249,88 mmHg 
(100% conversão). 
Para essa reação calcular o tempo de ½ vida e a fração molar do Óxido de Etileno em t= 35 
min. Obs: Apresentar todos os dados que o levaram a determinar a ordem da reação. 
 
20- Os seguintes dados foram coletados para decomposição do Acetaldeído -CH3CHO - a 
518ºC em metano e monóxido de carbono: 
t=0s, Ptotal=363mmHg; 42s= 397mmHg; 73s = 417mmHg; 105s = 437mmHg; 
190s = 77mmHg; 310s = 517mmHg; 480s = 557mmHg; 665s = 587mmHg. 
Para essa reação calcular o tempo de ½ vida e a fração molar do Acetaldeído em t= 155 s. 
Obs: Apresentar todos os dados que o levaram a determinar a ordem da reação 
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21- Na extração de petróleo contido em uma matriz porosa de dolomita (carbonato de cálcio 
e magnésio), a produção dos poços pode ser aumentada pela injeção de Ácido 
Clorídrico, que ao dissolver o mineral, aumenta a sua porosidade e a velocidade de 
migração do óleo e do gás de acordo com a equação abaixo: 
4HCl + CaMg(CO3)2 → Mg2+ + Ca2+ + 4Cl- + 2 CO2 + 2H2O 
A concentração do HCl a vários tempos de reação pode ser determinada por 
espectroscopia de absorção atômica, medindo-se as concentrações dos íons de magnésio 
e cálcio. Admitindo que a equação de velocidade dessa reação possa ser expressa na 
forma: 
( ) x
HCl
HCl
Ck
dt
dC
=
, calcular a ordem da reação a partir dos seguintes dados 
experimentais: 
 
 
(CHCl)0 ; mol ml
-1 
 
 
- (dCHCl/dt)0; mol ml
-1 s-1 
1,0 1,2 x 10-7 
4,0 2,0 x 10-7 
2,0 1,36 x 10-7 
0,1 0,36x 10-7 
0,5 0,74x 10-7