Lista 5 CTD130 2015 I.

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CTD130 – QUÍMICA TECNOLÓGICA I 
6a LISTA DE EXERCÍCIOS 
1° período de 2015/Prof. Henrique 
1. 1,24 g de ferro impuro foi dissolvido em 20mL de HCl 3molar, produzindo cloreto 
ferroso e hidrogênio. Após essa reação, o excesso de HCl foi neutralizado por 10 mL 
de NaOH 2 molar. Qual é a porcentagem de pureza do ferro analisado? 90,2 % de 
pureza 
R: Aproximadamente 90 % de pureza. 
2. Adicionaram-se a 1,0 g de carbonato de cálcio impuro, 200,0 mL de uma solução de 
ácido clorídrico 0,10 mol/L. Após o término da reação, neutralizou-se o excedente 
ácido com uma solução de hidróxido de sódio 1,0mol/L, gastando-se 4,0 mL. Qual é a 
pureza do carbonato de cálcio? (Dadas as massas atômicas: Ca= 40 u; C= 12 u; Cl= 
35,5 u; H= 1 u) 
R: Aproximadamente 80 % de pureza. 
3. Uma forma bastante simples de se determinar a quantidade de ácido no vinagre é 
através de uma titulação de neutralização. Para a completa neutralização de uma 
amostra de vinagre de 5,0mL foram gastos 25 mL de uma solução de NaOH a 0,20 
mol/L. Supondo que o único componente ácido do vinagre seja o ácido acético 
(CH3COOH), calcule amassa (em gramas) do ácido, contida em 1 L de vinagre. 
R: 60 g. 
4. Uma solução aquosa de cloreto de sódio deve ter 0,90% em massa do sal para que seja 
utilizada como solução fisiológica (soro). O volume de 10,0mL de uma solução 
aquosa de cloreto de sódio foi titulado com solução aquosa 0,10 mol/L de nitrato de 
prata, exigindo exatamente 20,0 mL de titulante. (Dados: massas molares, em g/mol: 
Na=23,0; Cl=35,5; Ag= 107,9; densidade da solução aquosa de NaCl= 1,0 g/mL). 
a) A solução aquosa de cloreto de sódio pode ou não ser utilizada como soro 
fisiológico? Justifique sua resposta; 
R: Aproximadamente 1,2% (m/m). Dizer se pode ou não. 
b) Supondo 100% de rendimento na reação de precipitação envolvida na titulação, 
calcule a massa de cloreto de prata formado. 
R: aproximadamente 0,29 g. 
5. A forma mais correta de se determinar a cinética de uma reação química é através das 
equações obtidas das leis de velocidade integradas e utilizando-se dados de 
experimentos realizados pelo menos até o tempo de meia-vida da reação. No entanto, 
a avaliação da velocidade inicial de uma reação fornece importantes informações 
sobre a sua cinética. Neste sentido, quatro experimentos foram realizados para 
descobrir como a velocidade inicial de consumo de íons BrO3
-
, na reação abaixo, 
varia quando as concentrações dos reagentes variam. 
(a) Use os dados da tabela a seguir para determinar a ordem da reação para cada 
reagente e a ordem total. 
(b) Escreva a lei de velocidade da reação e determine o valor de k. 
 
 
Concentração inicial (mol.L
-1
) 
 
Velocidade inicial 
(mol de BrO3
-
).L
-1
.s
-1
) Experimento [BrO3
-
] [Br
-
] [H
+
] 
1 0,10 0,10 0,10 1,2x10
-3
 
2 0,20 0,10 0,10 2,4x10
-3
 
3 0,10 0,30 0,10 3,5x10
-3
 
4 0,20 0,10 0,15 5,4x10
-3
 
R: a) dedução a partir da relação entre concentrações iniciais dos reagentes e a 
variação da velocidade inicial; b) deduzir lei de velocidade a partir do item ‘a’ e k=12 
(mol.L
-1
)
3
.s
-1
. 
6. Sobre cinética química, responda: (a) Suponha que uma reação tenha lei de velocidade 
igual a v=k[R] (onde v é a velocidade, k é a constante de velocidade e [R] é a 
concentração do reagente da reação). Explique com argumentos matemáticos o que 
acontece com a velocidade da reação se a concentração de R ou a temperatura do 
)(3)(3)(6)(5)( 223 lOHaqBraqHaqBraqBrO 

experimento dobrar? (OBS: considere que há o aumento da velocidade com o 
aumento da temperatura); 
(b) Considere duas reações com valores de energia de ativação iguais a 400 e 0 
kJ.mol
-1
, respectivamente. Utilizando o modelo de Arrhenius, explique como a 
temperatura influencia na velocidade destas duas reações. 
R: a) Usar as leis de velocidade e a equação de Arrhenius; (b) Use a equação de 
Arrhenius. 
7. (a) Por integração, obtenha as equações que relacionam as concentrações das espécies 
com o tempo, para reações de zero, primeira e segunda ordem. (b) obtenha as 
expressões para o tempo de meia vida para cada uma das reações. 
R: Comparar com os resultados disponíveis no livro. 
8. A reação de hidrólise do acetato de etila apresentada abaixo pode ser considerada 
inicialmente como sendo uma reação de primeira ordem. 
 
(a) Qual é a expressão da lei de velocidade da reação de hidrólise do acetato de etila 
nos momentos iniciais de reação? Com o decorrer da reação a cinética sofre alterações. 
Explique a causa destas variações e preveja o que acontece com as concentrações dos 
reagentes e produtos quando esta reação alcançar o equilíbrio. 
(b) A equação linear obtida pelo gráfico de ln[A]t versus t (onde ‘[A]’ representa o a 
concentração de acetato de etila, em mol/L, e ‘t’ o tempo analisado, em min) foi Y 
=8,4.10
-4
 – 2,5.10-3.X. Qual o valor da constante de velocidade e o tempo de meia vida 
desta reação? (obs: demonstre os cálculos, obtenha as expressões corretas e não se 
esqueça das unidades). 
R: a) Inferir através do enunciado e usando os conhecimentos de cinética e equilíbrio; 
(b) t=aproximadamente 277 min. 
 
5. A reação de hidrólise do acetato de etila foi realizada nas temperaturas de 20, 40 e 60 
°C. As constantes de velocidades encontradas foram: 
k20 °C= 2,5.10
-3
 min
-1
; k40 °C=8,0.10
-3
 min
-1
 ; k60 °C=1,4.10
-2
 min
-1
 . 
(a) Descreva o procedimento que deve ser efetuado para se obter os parâmetros de 
Arrhenius; 
(b) Suponha que a inclinação do gráfico obtido (lnk versus 1/T) foi -4300 K e o 
intercepto do eixo Y foi igual a 8,73. Obtenha A e Ea. OBS: Explique com clareza os 
procedimentos e tenha atenção nas unidades. 
R: (b) A=6185,8 min
-1
(mesma unidade de k); Ea=35,8 kJ/mol (aproximado) 
 
6. A fotodissociação do ozônio pela luz ultravioleta na atmosfera superior (10 KM acima 
da superfície da terra) é uma reação de primeira ordem com uma constante de 
velocidade de 1,0x10
-5
 s
-1
. 23 OOhO  
 
Considere um experimento de laboratório no qual um recipiente com ozônio é exposto 
à radiação UV a uma intensidade escolhida de tal forma que simule as condições naquela 
altitude. Se a concentração inicial de O3 é 5,0 mmol/L, qual será a concentração após 1 
dia; (b) A presença de radiação UV é fundamental para esta reação. Para a decomposição 
térmica do ozônio no escuro a constante de velocidade é igual a 3,0x10
-26
 s
-1
. Calcule a 
meia-vida das reações comentadas em ‘a’ e ‘b’ e comente a diferença. 
R: (a) 2,1 mmol/L; (b) 6,9x10
4
 s e 2,0x10
25
 s.