[QUIMICA] Cinetica

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CINÉTICA QUÍMICA - IME 
 
Exercícios Resolvidos 
 
1. (IME-02) Considere a seguinte reação: 
 
 2A + B → C 
 
A partir dos dados fornecidos na tabela abaixo, calcule a constante de velocidade da reação e o valor da concentração X. 
Considere que as ordens de reação em relação aos reagentes são iguais aos respectivos coeficientes estequiométricos. 
 
Teste 
Concentração de 
A mol / L 
Concentração 
de B mol / L 
Velocidade 
da reação 
mol / L.s 
1 10 X v 
2 X 20 2 v 
3 15 30 13.500 
 
Solução 
 
De acordo com o enunciado, a lei de velocidade é v = k .[A]2.[B] 
 
Teste 1: v = k . 102 . x → v = k . 100 . x 
 
Teste 2 . 2v = k . x2. 20 
 
Dividindo as relações, obtemos 0,5 = 5 / x → x = 10 mol/L. 
 
Teste 3: 13500 = k . 152 . 30 → k = 2 L2.mol-2.s-1 
 
2. (IME-05) O propeno pode ser obtido através da reação de isomerização do ciclopropano, conforme apresentado na reação 
abaixo: 
 
(g) (g)
 
 
O estudo teórico da cinética, considerando diferentes ordens para esta reação, fornece as seguintes equações: 
 
,kt100,0][ −=∆ se a reação for de ordem zero; 
,kt
100,0
][In −=⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ∆
 se a reação for de primeira ordem; e 
,kt
100,0
1
][
1 =−∆ se a reação for de segunda ordem, 
 
onde k é a constante de velocidade. Seguindo este estudo, foram obtidos dados experimentais da concentração de 
ciclopropano ][∆ ao longo do tempo t, apresentados nos gráficos abaixo em três formas diferentes. Considerando as 
informações mencionadas, determine a expressão da velocidade de reação para a isomerização do ciclopropano. 
 
0,1
0,09
0,08
0,07
0,06
0,05
0,04
0,03
0 5 10 15 20 25
Tempo (mín)
‐2,1
‐2,3
‐2,5
‐2,7
‐2,9
‐3,1
‐3,3
0 5 10 15 20 25
Tempo (mín)
[
]∆
In
 [
]∆
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CINÉTICA QUÍMICA - IME 
 
25
20
15
10
5
0
0 5 10 15 20 25
Tempo (mín)
1/
[
]∆
 
 
Solução 
 
Possibilidades: 
 
a) Ordem zero – Gráfico Concentração molar x tempo deveria ser uma reta. 
b) Primeira ordem -Gráfico logaritmo neperiano x tempo deveria ser uma reta. 
c) Segunda ordem – Gráfico Inverso da concentração molar x tempo deveria ser uma reta. 
 
De acordo com os dados do problema, onde apenas um gráfico é uma reta, podemos garantir que a reação é de 
primeira ordem. 
 
Portanto a expressão da velocidade é [ ]= ∆v k . 
 
3. (IME-06) Para a reação CBA →+ foram realizados três experimentos, conforme a tabela abaixo: 
 
Experimento [A] mol/L 
[B] 
mol/L 
Velocidade de reação 
mol/(L.min) 
I 0,10 0,10 3100,2 −× 
II 0,20 0,20 3100,8 −× 
III 0,10 0,20 3100,4 −× 
 
Determine: 
a) a lei da velocidade da reação acima; 
b) a constante de velocidade; 
c) a velocidade de formação de C quando as concentrações de A e B forem ambas 0,50 M. 
 
Solução 
 
Lei de velocidade:  ba ]B[]A[kv ××=  
 
a) Comparando‐se  as  linhas dos  experimentos  I  e  III,  vemos que quando dobramos  a  concentração de B,  a  velocidade 
também duplica. Logo b =1 
Comparando‐se as  linhas dos experimentos II e III, vemos quando dobramos a concentração de A, a velocidade  também 
duplica. Logo a =1 
 
b) Experimento 1: 
minmol
L2,0
1,01,0
100,2k
3
×=×
×=
−
 
 
c) Calculando a velocidade para as novas concentrações: 
minL
mol100,505,05,05,02,0v 2−×==××= 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercícios Propostos 
 
04. (IME-07) Para a reação hipotética A + B → Produtos, tem-se os seguintes dados: 
 
1A (MOL L )− 
1B (MOL L )− 
1 1v (MOL L H )− −
10,00 10,00 100,00 
 
Considerando a mesma reação, verificou-se também a seguinte correlação: 
 
1A (MOL L )− 
1B (MOL L )− 
1 1v (MOL L H )− −
10 α β β αα α 
 
onde eα β são, respectivamente, as ordens da reação em relação a A e a B. 
 
Sabendo que / 10,0,α β = determine: 
a) a constante de velocidade k; 
b) os valores numéricos das ordens parciais e global da reação. 
 
05. (IME-08) A um reator isotérmico com capacidade de 100 L são adicionados 10 mols do gás X e 15 mols do gás Y, 
ocorrendo formação do gás Z segundo a reação elementar. 
 
( ) ( ) ( )g g gX Y Z→+ 
 
A tabela abaixo apresenta dados cinéticos da reação, onde ω representa a diferença entre as velocidades das reações direta e 
inversa. Determine a concentração máxima de Z que pode ser obtida. 
 
 
Tempo (min) X (mol) ω (mol.L-1.min-1) 
0 10 0,450 
10 8 0,212 
 
06. (IME-08) Para a reação genérica aA → bB + cC, analise os cinco casos abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Considere que [A]0 = concentração molar inicial de A; VA = velocidade de reação; ki = constante de velocidade no i-ésimo
caso; Ea = energia de ativação; e T = temperatura absoluta. A partir das informações contidas nos gráficos, assinale a
alternativa correta. 
 
 
07. (IME-09) Considere a seqüência de reações e o perfil energético associados ao processo de oxidação do dióxido de
enxofre. 
 
A alternativa que apresenta corretamente os compostos no estágio II, o catalisador e a lei de velocidade para a reação global é
 
 
Gabarito 
 
04. 
 
a) ]B[]A[kv ××= 
b) minmol
L2,0k ×= 
c) minL
mol100,5v 2 ××=
−
 
 
 
05. 0,04 mol/L 
 
06. C 
 
07. C