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Disciplina: Química Geral B Código: CQ167 Professor: Joaquim D. Da Motta Neto Lista de exercícios #15. Assunto: Cinética química. 1. Uma cultura viral foi desativada num banho químico. O processo de inativação foi determinado ser de primeira ordem em relação ao vírus, e bem no comecinho do experimento a taxa de desativação do vírus era de 2,0% por minuto. Estime a constante de taxa k para o processo de desativação. (1 ponto) Resposta: k = 3,3 10 -4 s -1 2. Para o sistema descrito no problema anterior, quanto tempo é necessário para a cultura do vírus sofrer uma desativação de (i) 75%, e (ii) 93,8 % ? (1 ponto) 3. A hidrólise de acetato de metila em solução alcalina, CH3COOCH3 (aq.) + OH - (aq.) CH3COO - (aq.) + CH3OH (aq.), segue uma cinética de primeira ordem em relação a cada reagente (segunda ordem global), com uma constante k = 0,137 L.mol -1 .s -1 a uma temperatura de 25C. Uma mistura de reação foi preparada tendo concentrações iniciais de 0,05 M de cada um dos reagentes. Quanto tempo levará para que 5,0% do acetato seja hidrolisado a 25C ? (1,0 ponto) Resposta: t = 7,3 s. 4. A reação entre ozônio e CS2 foi estudada a 29,3C com excesso de CS2 para se determinar a ordem da reação com respeito a O3 . Dos seguintes resultados publicados por Olszyna e Heicklen determine a ordem da reação e a pseudo-constante de taxa. (2,0 pontos) t, min 0,0 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 p(O3), torr 1,76 1,04 0,79 0,52 0,37 0,29 5. Para a reação química H2O (líq.) + Cr2O7 = (aq.) 2 CrO4 = (aq.) + 2 H (aq.), escreva as expressões da taxa de reação em função dos vários componentes do sistema. (1,0 ponto) 6. A hidrólise de brometo de tert-butila foi estudada a 50C, com os seguintes resultados para concentração de brometo (L.C. Bateman e E.D. Hughes, J. Chem. Soc. 1940, p. 960): t, min 0,0 9,0 18,0 27,0 40,0 72,0 C, mol.L -1 0,1056 0,0961 0,0856 0,0767 0,0645 0,0432 Determine a ordem da reação. Qual é a constante de taxa e o tempo de meia-vida a 50C ? (1 pt.) Resposta: k = 0,0124 min -1 ; t½ = 55,9 min. 7. A pseudo-constante de taxa de primeira ordem para a auto-oxidação de tolueno em ácido acético catalisada por cobalto foi determinada a 87C para várias concentrações do catalisador, Co (III) , por Scott & Chandler. Neste conjunto de experimentos a concentração inicial de tolueno foi mantida em 0,5 mol.L -1 . Os resultados foram os seguintes: k 105, s-1 1,47 2,93 5,68 [Co (III) ], mol.L 0,053 0,084 0,1185 Encontre a ordem da reação com respeito ao catalisador, e calcule a pseudo-constante. (1,0 pto.) Resposta: n = 1,71; k’ = 4,15 10 -3 M -2.s-1 8. A reação CH3OH + (C6H5)3CCl CH3OC(C6H5)3 + HCl foi estudada a 25C usando-se como solvente uma mistura de benzeno com piridina 0,1 M. Foram obtidos os seguintes resultados: concentrações iniciais, mol.L -1 t, min conc. Final, mol.L -1 [CH3OH] [(C6H5)3CCl] [CH3OC(C6H5)3] [CH3OC(C6H5)3] 0,10 0,05 0,0 25,0 0,0033 0,10 0,10 0,0 15,0 0,0039 0,20 0,10 0,0 7,5 0,0077 Qual equação de taxa é consistente com os dados fornecidos ? Qual é o melhor valor médio para a constante ? (1,0 ponto) Resposta: ( )taxa k A B 2 ; k = 4,3 10-3 L2.mol-2.s-1 Formulário: k t ln / 2 1 2 ln lnk A E RT a log log ' log[ ]k k n A
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