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PMT 2306 - Físico-Química para Engenharia Metalúrgica e de Materiais II 
Neusa Alonso-Falleiros 
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REAÇÕES HOMOGÊNEAS - Efeito da concentração e Temperatura 
 
(1) [Upadhyaya, G. S. & Dube, R. K. p. 184 - Ejemplo 9B] Uma reação de 2
a
. ordem 
tem dois reagentes em concentrações iguais de 0,4 mol/L. Após 80 min, 30% dos 
reagentes foram consumidos. 
Calcular a constante de velocidade e o tempo necessário para consumir 80% dos 
reagentes. 
Resposta: k = 0,013 L/mol.min; t = 769 min = 12,8 h 
 
(2) [Levenspiel, O. v. 1, p. 68, prob. 3-4] Uma experiência de 10 min mostrou que 75% 
de um líquido reagente é convertido em produto por uma reação de ordem 1/2. 
Qual seria a quantidade convertida numa experiência de meia hora ? 
Resposta: XA = 1 para t = 20 min; portanto, para 30min é impossível. 
 
(3) [Rosenqvist, T. 1a.ed., p. 146; 2a.ed., p. 132, problem 5-1] A velocidade da reação 
H2 + I2 = 2HI, é dada pela expressão: dc
dt
k c c k cHI H I HI 1 2
2
2 2
( )
, onde a 400 K se tem 
k2 = 6,3 x 10
-8
 cm
3
/mol.s e k2 = 8,0 x 10
-11
 cm
3
/mol.s. 
Pede-se: 
(a) calcular a constante aparente de equilíbrio para esta reação e comparar com a 
obtida a partir de G° (Apêndice C - Rosenqvist); 
(Resposta: Kc =k1/k2 = 787,5; KRosenqvst = 153; 540; 1899) 
(b) expressar em mol/cm3 as concentrações de uma mistura inicial de partes iguais de 
H2(g) e I2(g) a 400 K e 1 atm de pressão e calcular as correspondentes 
concentrações de equilíbrio; 
(c) calcular a velocidade de reação para a mistura inicial e para a mistura quando 
metade do H2 e I2 já tenham reagido; 
(Respostas: rHI = 1,4x10
-17 mol/cm3.s; rHI = 3,52x10
-18 mol/cm3.s) 
(d) faça um gráfico semi-quantitativo da concentração dos gases em função do 
tempo; 
(e) faça o mesmo gráfico para uma mistura inicial de 2/3 H2 e 1/3 I2. 
 
(4) [Levenspiel, O. v. 1, p. 69, prob. 3-8] Determinar a ordem global da reação 
irreversível 2H2 + 2NO = N2 + 2H2O a partir dos dados a volume constante, obtidos 
usando-se quantidades equimolares de hidrogênio e óxido nítrico. 
(Resposta: n =1 e n =2 não ajustam à cinética observada; n =3 é uma opção melhor, mas não é 
ótima; podem-se testar outras ordens.) 
 
PT (mmHg) 200 240 280 320 360 
Tempo de meia 
vida (s) 
 
265 
 
186 
 
115 
 
104 
 
67 
 
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Neusa Alonso-Falleiros 
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(5) [Upadhyaya, G. S. & Dube, R. K. p. 190 - Ejemplo 9D] Calcular a ordem da reação 
A + BC e sua constante de velocidade, sabendo que os seguintes resultados 
experimentais foram obtidos: 
(Resposta: k = 0,2 dm3/h.mol) 
 
(6) [Adamson, A. W. Understanding physical chemistry, part two, p. 349] Os dados da 
tabela abaixo foram obtidos para a reação: CO(g) + Cl2(g) = COCl2(g), a 25°C. Em cada 
uma das experiências, as pressões iniciais dos reagentes indicadas na tabela, 
correspondem a introdução dos reagentes na câmara de reação a 25°C. 
 
 
Pede-se: 
 (a) Se a lei de velocidade puder ser expressa na forma: dP
dt
k P P
COCl
CO
a
Cl
b2
2
 . .
, 
determine os valores de a e b; 
 (b) calcule o valor de k, indicando a unidade; 
(Respotas: k = 0,001 mmHg 
- ½
 .min
-1
; 
5,0
Cl
1
CO
COCl
2
2 P.P.001,0
dt
dP

) 
 (c) suponha que a lei de velocidade seja: 
dP
dt
k PCO CO  .
, com k = 0,01 min
-1
, mas 
que por um erro de impressão foi escrita como: 
dP
dt
k PCO CO  .
/1 2
, sendo 
k = 0,01 min-1.mmHg
1/2
. Supondo que P°CO vale 4 mmHg, mostre a diferença entre os 
tempos de meia-vida para as duas leis de velocidade. 
 
Experiência n°. Concentração inicial (mol/dm
3
) Tempo de meia-vida (h) 
 A B 
1 2,0 2,0 2,5 
2 5,0 5,0 1,0 
Experiência 1 Experiência 2 
PoCl2 = 400 mmHg PoCl2 = 1600 mmHg 
PoCO = 4 mmHg PoCO = 4 mmHg 
Tempo 
(min) 
PCOCl2 PCO PCl2 
Tempo 
(min) 
PCOCl2 PCO PCl2 
0 0 0 0 
34,5 2,0 34,5 3,0 
69,0 3,0 69,0 3,75 
138,0 3,75  4,0 
 4,0 --- --- --- --- 
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(7) Na decomposição dos vapores da substância A: A(v)  2B(v) +C(v) , verifica-se que a 
pressão total do sistema a 155°C varia com o tempo de acordo com a tabela abaixo. 
Verificar se a reação obedece a uma cinética de 1ª. ordem em relação a A; calcular a 
constante de velocidade. 
 
t (min) PT (mmHg) 
0 173,5 
5 205,3 
9 228,6 
12 244,4 
15 259,2 
20 282,0 
 520,5 
 
 
(8) [Adamson, A. W. Understanding physical chemistry, part two, p. 347] Smith & 
Daniels (J. Am. Chem. Soc., 69, 1735 (1947)) estudaram a cinética da reação 
irreversível: N2O5 + NO  3NO2 (25 
oC). Quando as pressões de N2O5 e NO eram 
respectivamente iguais a 1 mmHg e a 100 mmHg, um gráfico de ln PN2O5 versus tempo 
forneceu uma linha reta com uma inclinação correspondente a uma meia vida de 2,0 h. 
Num segundo experimento, com pressões iniciais de N2O5 e de NO iguais cada uma a 
50 mmHg, os seguintes dados foram obtidos: 
 
PT (mmHg) Tempo (h) 
100 0 
115 1 
125 2 
 
(a) supondo que seja possível expressar a lei empírica de velocidade na forma: 


dc
dt N O
x
NO
yN O
k P P2 5
2 5
. .
, mostre quais devem ser os valores de x e y e calcule o valor 
de k; 
(Resposta: x = 1; y = 0; k = 0,35.) 
 
(b) calcule o tempo de meia vida para o NO se as pressões iniciais do N2O5 e do NO 
forem respectivamente 100 mmHg e 1 mmHg. 
(Resposta: : t1/2 0,014 h (50s)) 
 
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(9) [Adamson, A. W., “Understanding Physical Chemistry, part two, p. 348] A cinética 
da reação: 
2 2 26
3
6
4
2Fe CN I Fe CN I( ) ( )
    
, foi estudada determinando-se a 
velocidade inicial de produção de iodo para misturas de várias composições, como 
indicado a seguir, a 25 ºC. Nenhuma das soluções continha inicialmente qualquer 
quantidade de iodo. 
 
 (a) A lei da velocidade pode ser expressa da seguinte forma: 
dc
dt
k c c c c
I
Fe CN
a
I
b
Fe CN
c
I
d2
6
3
6
4
2
   .( ) .( ) .( ) .( )( ) ( )
. Mostre como podem ser 
deduzidos os valores de a, b, c, d, e calcule o valor de k (indicando as dimensões). 
Resposta: d = 0, pois cI2 = 0. (2)/(1)  a = 2; (4)/(2)  b = 1; (3)/(1)  c = -1; 
k = 10
3
 L.mol
-1
.h
-1
. 
 
 (b) Os dados da tabela abaixo, em termos da teoria do complexo ativado, leva a uma 
energia livre de ativação de 4300 J a 25°C. A 35 ºC seu valor é 4350 J. Calcule H* e 
S* de ativação. Faça as considerações necessárias. 
 
Experiência 
Composição 
(mol/L) 
Velocidade 
inicial 
nº. Fe(CN)6
-3
 I- Fe(CN)6
-4
 (mol I2/L.h) 
1 1 x 10-3 1 x 10-3 1 x 10-3 1 x 10-3 
2 2 x 10 -3 1 x 10-3 1 x 10-3 4 x 10-3 
3 1 x 10 -3 2 x 10-3 2 x 10-3 1 x 10-3 
4 2 x 10-3 2 x 10-3 1 x 10-3 8 x 10-3 
(Resposta: H* = 2810 J e S* = -5 J/K)