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CINÉTICA QUÍMICA Profª Monica Elias FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃODE UMA REAÇÃO 2 Afinidade entre os reagentes; Choques que possibilitem a ocorrência de reação; Concentração dos reagentes. TEORIA DA COLISÃOTEORIA DA COLISÃO 3 Teoria das colisões x EaTeoria das colisões x Ea 4 FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃODE UMA REAÇÃO 5 Superfície de contato Analgésico em comprimido Analgésico em pó FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃODE UMA REAÇÃO Catalisador - criam um caminho alternativo, que exige menor energia de ativação e aceleram a reação. 6 FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃODE UMA REAÇÃO Temperatura - ↑ temperatura favorece ↑ energia cinética. Maior número de choques. Acelera a reação. Regra de van't Hoff - Uma elevação de 10°C duplica a velocidade de uma reação. 7 FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE FATORES QUE INFLUENCIAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃODE UMA REAÇÃO Pressão - ↑ pressão favorece ↓ volume. Maior número de choques. Acelera a reação. 8 Velocidade média de uma reaçãoVelocidade média de uma reação 2. p.393 ou 3. p.395 - Seja a reação: X → Y + Z. A variação na concentração de X em função do tempo é: Determine a velocidade média da reação no intervalo de 2 a 5 minutos. 9 Qual é a equação química que representa a reação descrita nos gráficos? Qual a equação da velocidade dessa reação? Qual a velocidade em função dos reagentes e dos produtos? Velocidade média de uma reaçãoVelocidade média de uma reação 10 y = 0,0051e-0,01x Lei da Velocidade de uma reaçãoLei da Velocidade de uma reação Exerc. Qual a expressão da velocidade para as reações elementares abaixo? Exerc. Qual a expressão da velocidade para as reações não-elementares abaixo que se referem à formação da hidrazina (N2H4)? 11 Lei da Velocidade de uma reaçãoLei da Velocidade de uma reação 12 Exerc. 13 Energias em uma reação química Exerc. A produção de trióxido de enxofre durante a combustão de carvão em usinas termoelétricas (sistema aberto ao ar) causa problemas ambientais relacionados com a chuva ácida. Esta reação para a produção de trióxido de enxofre, na presença de óxido de nitrogênio é descrita pelo mecanismo a seguir: Construa os gráficos, concentração molar em função do tempo, para as espécies envolvidas nas três reações de produção do trióxido de enxofre? 14 15 Exerc. Em quantas etapas se processa a reação apresentada no gráfico? 16 Exerc. Qual dos gráficos abaixo representa a série de reações: Exerc. A poluição pelo NO2 é uma das causas de destruição da camada de ozônio. Uma das reações que pode ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de nitrogênio com o ozônio: 2NO2 + O3 → N2O5 + O2. Admita que a formação do O2 tem uma velocidade média constante igual a 0,05 mol.L /s. Qual a massa de dióxido de nitrogênio que foi consumida em 30s de reação? 17 Exerc. A poluição é uma das causas da destruição da camada de ozônio. Uma das reações que pode ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de nitrogênio com o ozônio, representada abaixo. 2 NO2(g) + O3(g) → N2O5(g) + O2(g) Se a concentração de NO2(g) for duplicada e o volume do recipiente for reduzido à metade, mantendo-se constantes todos os outros fatores. Qual a razão entre a velocidade final e a inicial? 18 Exerc. Explique os seguintes fatos: a) Uma barra de ferro aquecida em uma chama branda não altera muito seu aspecto visual. Contudo, se sobre esta mesma chama se atira limalha de ferro, verifica–se que as partículas da limalha se tornam incandescentes. b) A adição de níquel metálico, finamente dividido, aumenta a velocidade da reação entre C2H2(g) e H2(g) para produzir C2H6(g). c) Limalha de ferro dissolve-se mais rapidamente em ácido clorídrico se a mistura for submetida à agitação. d) A hidrólise alcalina de acetato de etila é mais rápida a 90°C de que a temperatura ambiente. 19 A B C Profª Monica Elias EQUILÍBRIO QUÍMICO 21 A + B C + D As reações químicas são reversíveis!!!! Exerc. Um estudante introduziu 0,4 mol de NH3 gasoso em um recipiente fechado de 1,0 L, a 25ºC e observou as variações de concentração das espécies que participam do equilíbrio químico: 2NH3(g) 3H2(g) + N2(g), Com base nessas observações responda: a) Em que momento foi alcançado o equilíbrio? b) Calcule Kc e Kp para a reação. c) O que ocorreria se a pressão do recipiente fosse reduzida? d) Quanto de produtos seria formado se a concentração de amônia fosse reduzida a metade? 22 Exerc. Os óxidos de nitrogênio desempenham um papel chave na formação do smog fotoquímico. A queima de combustíveis à alta temperatura é a principal fonte de óxidos de nitrogênio. Quantidades detectáveis de óxidos nítricos são produzidas pela reação em equilíbrio: N2(g) + O2(g) + 180,8 Kj 2 NO(g) Supondo o sistema em equilíbrio e que numa determinada temperatura as pressões parciais dos gases em equilíbrio são iguais a: PNO = 0,1 atm; PN2 = 0,2 atm; PO2 = 0,01 atm, indique o valor correto da constante de equilíbrio (Kp). 23 Exerc. N2O4 e NO2, gases poluentes do ar, encontram-se em equilíbrio, como indicado na equação: N2O4(g) NO⇌ 2(g) Em uma experiência, nas condições ambiente, introduziu-se 1,50 mol de N2O4 em um recipiente de 2,0 litros. Estabelecido o equilíbrio, a concentração de NO2 foi de 0,060 mol/L. Qual o valor da constante desse equilíbrio? 24 Exerc. Num frasco de 2L foram introduzidos: 2 mols de cada reagente. H2(g) + I2(g) 2 HI⇌ (g) Kc = 49, a 450ºC Quais as concentrações das espécies no equilíbrio? Exerc. Na esterificação de 1 mol de ácido acético com 1 mol de álcool etílico, a 25ºC. Verificou-se que o equilíbrio foi atingido quando estão presentes em solução: 2/3 mol de cada produto. ácido acético + álcool etílico etanoato de etila + água⇌ 25 Deslocamento do Equilíbrio - Princípio de Le ChatelierDeslocamento do Equilíbrio - Princípio de Le Chatelier 26 27 Exerc. Justifique o efeito sobre o equilíbrio da reação abaixo: 2 CrO42–(aq) + 2 H+(aq) Cr⇌ 2O72–(aq) + H2O(l) ∆H < 0 Caso ocorra: a)Aumento da temperatura; b)Aumento da pressão; c)Aumento na concentração de Cr2O72–(aq) ; d)Retirada de água; e)Catalisador; f)Adição de base. Equilíbrio IônicoEquilíbrio Iônico 28 Ácido, Base, Sal, Grau de Ionização, Ionização da água, pH, pOH e hidrólise salina. Exerc. Um ácido HA, com concentração 0,2 mol/L, tem α = 20%. Qual o Ka desse ácido? Equilíbrio IônicoEquilíbrio Iônico 29 Ácido, Base, Sal, Grau de Ionização, Ionização da água, pH (potencial hidrogeniônico), pOH (potencial hidroxiliônico) e hidrólise salina. Caráter da solução [H+] [OH-] Neutro 10-7 mol/L 10-7 mol/L pH pH = 7 Neutro Ácido > 10-7 mol/L < 10-7 mol/L pH pH < 7 Ácido Básico < 10-7 mol/L > 10-7 mol/L pH pH > 7 Básico Equilíbrio IônicoEquilíbrio Iônico 30 Exerc O quadro a seguir relaciona diversos materiais com seus respectivos pH, aproximados: Considerando-se as informações, responda: a) Qual a concentração molar de hidroxilas no sangue humano? b) Qual a concentração molar hidrogeniônica no leite de vaca? c) Qual o material mais básico? Calcule seu pOH. d) Utilizando-se apenas a fenolftaleína como indicador, pode-se afirmar que o suco de laranja é ácido? Justifique. 31 Equilíbrio IônicoEquilíbrio Iônico Exerc Considere os produtos de solubilidade (kb) dasbases: Cu(OH)2 1,8x10-19 Fe(OH)3 6,0x10-38 Mg(OH)2 1,2x10-11 a) Qual das soluções saturadas possui a menor concentração molar de íons OH-? b) Qual o pH da solução saturada que possui a menor concentração molar de íons OH-? c) Qual a base menos solúvel? Equilíbrio IônicoEquilíbrio Iônico 32 Exerc Uma solução de ácido acético 0,050 M apresenta um grau de dissociação (α) 0,4% à temperatura de 25 ºC. Para esta solução, à temperatura mencionada, calcule: I — o valor da constante de equilíbrio; II — a concentração do íon acetato; III — o pH da solução; IV — a concentração de todas as espécies em solução. (Dado: log 2 = 0,3) 33 Equilíbrio IônicoEquilíbrio Iônico Exerc Uma solução 10-2 mol/L do sal cloreto de cálcio (CaCl2), foi usada para precipitar o sal fluoreto de cálcio (CaF2). Utilizando o kps do CaF2, determine a menor concentração de íons fluoreto para que seja iniciada a precipitação do sal CaF2. Considere o produto de solubilidade (kps) do CaF2 como 1,0 x 10-10. Equilíbrio IônicoEquilíbrio Iônico 34 Ácido, Base, Sal, Grau de Ionização, Ionização da água, pH, pOH e hidrólise salina. Faça a hidrólise dos seguintes sais: NaCl(s) + H2O(l) ⇌ NH4Cl(s) + H2O(l) ⇌ KCN(s) + H2O(l) ⇌ NH4CN(s) + H2O(l) ⇌ Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5 Slide 6 Slide 7 Slide 8 Slide 9 Slide 10 Slide 11 Slide 12 Slide 13 Slide 14 Slide 15 Slide 16 Slide 17 Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21 Slide 22 Slide 23 Slide 24 Slide 25 Slide 26 Slide 27 Slide 28 Slide 29 Slide 30 Slide 31 Slide 32 Slide 33 Slide 34
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