Resolução P3 de QT

Prévia do material em texto

1) Determine a constante de velocidade das seguintes 
reações de primeira ordem, expressas como a velocidade 
de perda de A. 
a) A  B, sabendo que a concentração de A decresce à 
metade do valor inicial em 1000s. 
b)A  B, sabendo que a concentração de A decresce de 
0,67 mol/L a 0,53 mol/L em 25s. 
c) 2A  B + C, sabendo que a concentração de [A]0 = 
0,153 mol/L e que após 115s a concentração de B cresce 
para 0,034 mol/L. 
a) 
4 1
1/2
0,693 0,693
6,93 10
1000
k x s
t
  
b) 
   
13
0
0
104,9
25
)53,0/67,0ln(
])ln[/](ln[
lnln



sxk
t
AA
k
ktAA
t
c) 
2mols de A 1mol de B 
xmols de A 0,034mols de B 
 x = 0,068mols de A 
0,153 0,068
[ ]
[ ] 0,085 /
t
t
molA molsdeA
A
L L
A mol L
 

13101,5
115
)085,0/153,0ln(  sxk
2) As semi reações em uma célula voltaica são as seguintes 
(ou seus inversos): 
 Sn4+(aq) + 2é Sn2+ E0red= 0,154V 
 MnO4-(aq) + 8H+ + 5é Mn2+(aq) +4H2O(l) E0red= 1,51V 
 
a) Selecione o processo de redução que seja mais 
favorável. Justifique. 
b) Qual é a reação que ocorre no catodo da célula? 
c) Qual reação ocorre do anodo da célula? 
d) Escreva uma reação balanceada para a reação completa 
da célula 
e) Qual é o potencial padrão da célula? 
a) MnO4-(aq) + 8H+ + 5é Mn2+(aq) +4H2O(l) E0red= 1,51V. 
Maior potencial de redução 
b) Catodo ocorre a redução: 
MnO4-(aq) + 8H+ + 5é Mn2+(aq) +4H2O(l) E0red= 1,51V. 
Maior potencial de redução 
c)Anodo ocorre oxidação 
Sn2+(aq)  Sn4+ + 2 é E0red= 0,154V 
d) Catodo MnO4-(aq) + 8H+ + 5é Mn2+(aq) +4H2O(l) (x2) 
 Anodo Sn2+(aq)  Sn4+ + 2é (x5) 
 Reação Global: 
2MnO4- (aq) + 5Sn2+ + 16H+(aq)  2 Mn2+(aq)+ 5Sn4+(aq) 
+8H2O (l) 
e) E0cel = E0catodo - E0anodo =1,51 – 0,154 = 1,356V 
3)Uma célula voltaica utiliza a seguinte reação e opera a 
298K: 
 
 3Ce4+(aq) + Cr(s) 3Ce3+(aq) + Cr3+(aq) 
 
a) Qual é a fem desta célula sob condições padrão? 
b) Qual é a fem desta célula quando [Ce4+] = 2,0 mol/L; 
[Ce3+] = 0,010 mol/L e [Cr3+] = 0,010 mol/L? 
c) Qual é a fem da célula quando [Ce4+] = 0,35 mol/L; 
[Ce3+] = 0,85 mol/L e [Cr3+] = 1,2 mol/L? 
 
Dados: E0red (Ce) = 1,61V; E0red (Cr) = -0,74V. T= 298K; 
2,303RT/F = 0,0592V 
7 
(a) 
4 3 0
3 0
4 3 3 0
3( ( ) 1 ) 1,61
( ) 3 0,74
3 ( ) ( ) 3 ( ) ( ) 1,61 ( 0,74 ) 2,35
Ce aq é Ce E V
Cr s Cr éE V
Ce aq Cr s Ce aq Cr aq E V V V
 

  
  
   
      VE
E
Ce
CrCe
E
Q
n
EE
53,2
)0,2(
)010,0()010,0(
log
3
0592,0
35,2
][
][][
log
3
0592,0
35,2
log
0592.0
3
3
34
333






(b) 
VE
E
Q
n
EE
33,2
)35,0(
)2,1()85,0(
log
3
0592,0
35,2
log
0592.0
3
3



(c) 
9 
4) O sulfeto de hidrogênio (H2S) é um poluente comum e 
problemático em dejetos aquosos industriais. Uma 
maneira de remover o H2S é tratar a água com cloro, 
quando ocorre a seguinte reação: 
 
 H2S (aq) + Cl2(aq)  S(s) + 2H+(aq) + 2Cl-(aq) 
 
A velocidade desta reação é de primeira ordem em cada 
um dos reagentes. A constante de velocidade para o 
desaparecimento de H2S à 28°C é 3,5 x 10-2mol-1Ls-1. Se 
em determinado momento a concentração de H2S é 1,6 
x10-4 mol/L e a do Cl2 é 0,070 mol/L, qual é a velocidade 
de formação do Cl-? 
sMxx
t
SH
t
Cl
sMxMMxsMx
t
SH
ClSHk
t
Cl
t
SH
v
/108,7)1092,3(2
][2][
/1092,3)070,0)(106,1)(105,3(
][
]][[
][
2
1][
772
741122
22
2




















5) a) De que forma o revestimento do zinco no ferro 
galvanizado oferece proteção para o ferro revestido? 
b)Por que a proteção oferecida pelo zinco é chamada 
de proteção catódica? 
 
Dados: E0redZn = -0,76V; E0red = 0,77V 
a) O Zn2+ possui um potencial de redução mais negativo, 
portanto o Zn é mais facilmente oxidado. Zn age como anodo 
de sacrifício. 
b) Durante a corrosão do Fe galvanizado, o Zn age como 
anodo e o Fe como catodo inerte, no qual o O2 é reduzido. 
Zn protege o Fe fazendo com que o Fe vire o catodo no 
processo eletroquímico. Isto é chamado de proteção 
catódica.