Exerc+¡cios_Cinetica_2014_1 - Profa. Regiane

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
FUNDAMENTOS DE FÍSICO-QUÍMICA 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS – CINÉTICA QUÍMICA 
 
1) A velocidade da reação: A + 2B  3C + D é 1,0 mol L-1 s-1. Dar as velocidades de formação e de 
consumo dos participantes do sistema reacional. (vA=1,0 mol L
-1
 s
-1
; vB=2,0 mols L
-1
 s
-1
; vC=3,0 mols L
-1
 
 s
-1
; vD=1,0 mol L
-1
 s
-1
)
 
2) A velocidade de formação de C na reação: 2A + B  2C + 3D é de 1,0 mol L-1 s-1. Dar a velocidade 
da reação e as velocidades de formação e de consumo de A, B e D, respectivamente. (vA=1,0 mol L
-1
 s
-1
; 
 vB=0,5 mol L
-1
 s
-1
; vD=3,0 mol L
-1
 s
-1
; v=1,5 mols L
-1
 s
-1
)
 
 
3) A reação, 
H2 (g) + Br2 (g)  2 HBr(g) 
 
segue a lei de velocidade: 
21
22 ]Br[][H k
dt
d[HBr]

 
 
onde, k é a constante de velocidade da reação. 
(a) Qual a ordem de reação com respeito a cada componente? (H2  n1=1; Br2  n2=1/2)
(b) Qual é a ordem global da reação? (ordem global, n=3/2)
 
4) A inversão da sacarose foi estudada em uma temperatura de 40 
o
C, usando uma solução 17,1% em 
massa de sacarose e 0,02 mol L
-1
 de HCl. Confirme que a reação é de 1
a
 ordem e determine a constante de 
velocidade, k, usando os seguintes dados: 
 
tempo 
(s) 
 
0 
 
1188 
 
2383 
 
3561 
 
3781 
 
4650 
 
6085 
 
10897 
 
13578 
 
17941 
Fração 
Sacarose 
Remanescente 
 
1,000 
 
0,975 
 
0,950 
 
0,924 
 
0,920 
 
0,900 
 
0,870 
 
0,780 
 
0,734 
 
0,660 
 
tempo 
(s) 
 
22281 
 
29412 
 
36522 
 
48698 
 
66036 
 
69150 
 
89184 
 
161784 
Fração 
Sacarose 
Remanescente 
 
0,613 
 
0,507 
 
0,430 
 
0,324 
 
0,218 
 
0,200 
 
0,126 
 
0,020 
 
sabendo que, Fração de Sacarose Remanescente = 
o[Sacarose]
Sacarose][
 , tal que [Sacarose] é a concentração de 
sacarose decorrido um tempo t e [Sacarose]o é a concentração de sacarose no início da reação (em t=0). 
(reação de primeira ordem pelo método da integração tem inclinação negativa; k =2,4 x 10
-5
 s
-1
 ) 
 
5) Use os dados do exercício n
o 
4 e calcule o tempo de meia-vida, t1/2, da reação. (t1/2=28875
 
s = 2,9 x 
 10
4
 s)
 
 
 
6) A velocidade inicial da reação, 
2A + B  Produtos 
 
foi determinada a partir das concentrações iniciais dos reagentes A e B. Usando os dados da Tabela 
abaixo, determine a ordem de reação para cada um dos reagentes envolvidos. (A n1=1; B n2=0)
 
 
Experimentos 
 
[A]o 
 
[B]o 
dt
d[B]

 
 (mol L
-1
) (mol L
-1
) (mol L
-1
 s
-1
) 
1 0,10 0,10 0,25 
2 0,20 0,10 0,50 
3 0,10 0,20 0,25 
 
 
7) Em solução ácida, o íon iodeto é oxidado a íon triiodeto, 

3I
, pelo peróxido de hidrogênio, de acordo 
com a reação: 
)(2)()(2)(3)( 2322 lOHaqIaqHaqIaqOH 

 
 
Realizaram-se quatro experimentos com diferentes concentrações dos reagentes e, mediram-se as 
velocidades iniciais de formação do 

3I
. Os dados são mostrados na tabela abaixo. 
 
Experimento 
 
Concentrações Iniciais (mol L
-1
) 
 
Velocidades Iniciais 
(mol L
-1
 s
-1
) 
 
 
1 0,010 0,010 0,00050 1,15x10
-6
 
2 0,020 0,010 0,00050 2,30x10
-6
 
3 0,010 0,020 0,00050 2,30x10
-6
 
4 0,010 0,010 0,00100 1,15x10
-6
 
 
(a) determinar as ordens de reação em relação a: , 
 , (H2O2 m=1; I
- n=1; H+ p=0)
(b) determinar a constante de velocidade, k. (k =1,15 x 10-2 mol-1 L s-1)
 
8) Encontre a equação integrada, em termos das pressões, para a reação de 1
a
 ordem de decomposição do 
pentóxido de nitrogênio: (𝑙𝑛
 
5
3
 𝑝𝑖 
2
3
 𝑝𝑇 
𝑝𝑖
= −𝑘𝑡 )
2252 NO 4 2 OON 
 
 
9) Encontre a equação integrada, em termos das pressões, para a reação de 2
a
 ordem de decomposição do 
acetaldeído: (
𝑝𝑇 𝑝𝑖
𝑝𝑖 𝑝𝑖 𝑝𝑇 
= 𝑘𝑡 )
COCHOCH  43 CH 
 
 
10) À 100 
o
C a reação A → 2B + C é uma reação de 1a ordem. A reação iniciou com A puro e após 10 
min a pressão total era de 176 mmHg. Em um tempo infinito, a pressão total era de 270 mmHg. 
(a) Qual é a pressão inicial de A? (pi =90 mmHg)
(b) Qual é a pressão do reagente A após 10 min de reação? (pA =47 mmHg)
(c) Qual é o valor da constante de velocidade da reação? ( k =6,5 x 10-2 min-1)
(d) Qual é a meia-vida da reação? (t 1/2=10,7 min)
 
11) A 518 
o
C
 
 a reação, 
COCHOCH  43 CH 
, é de 2
a
 ordem. Partindo-se do reagente puro, a pressão 
total do sistema é 497 mmHg após 190 s de reação e 726 mmHg em um tempo infinito. Calcule: 
(a)A pressão inicial de acetaldeído, (pi =363 mmHg)
(b)A pressão de acetaldeído no tempo t igual 190 s, (𝑝𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂 =229 mmHg)
(a) A constante de velocidade da reação, ( k =8,5 x 10-6 mmHg-1s-1)
(b) O tempo de meia-vida da reação. (t 1/2=327,9 s)
 
 
12) À 383 
0
C, medidas da decomposição do NO2 mostraram que a reação é de 2
a
 ordem e forneceram os 
seguintes dados: 
 
22
2
1
ONONO 
 
 
Tempo (s) 0 5 10 15 20 
[NO2] (mol L
-1] 
0,1000 0,0170 0,0090 0,0062 0,0047 
 
(a) Qual é a constante de velocidade da reação? 
(b) Qual é a meia-vida da reação? 
 
13) Considere a seguinte reação química: 
 
HBrCOHCHOHCBrCH  33233 )()(
 
 
À 25 
o
C, a [(CH3)3CBr] em diferentes intervalos de tempo é dada na tabela seguinte: 
 
Tempo (h) [(CH3)3CBr], mol L
-1 
0 0,1039 
3,15 0,0896 
4,10 0,0859 
6,20 0,0776 
8,20 0,0701 
10,0 0,0639 
13,5 0,0529 
18,3 0,0353 
26,0 0,0270 
30,8 0,0207 
37,3 0,0142 
43,8 0,0101 
 
(a) Qual é a ordem da reação? (n =1)
(b) Qual é a constante de velocidade da reação? ( k =1,4 x 10-5 s-1)
(c) Qual é a meia-vida da reação? (t 1/2=0,4 x 10
5
 s)
 
14. Considere a seguinte reação em meio aquoso: 
 
 
Foram realizados quatro experimentos para descobrir como a velocidade inicial de consumo de íons 
 
 varia à medida que as concentrações dos reagentes mudam. 
(a) use os dados experimentais da tabela seguinte para determinar a ordem de reação em relação a 
cada reagente e para determinar a ordem global; (𝐵𝑟𝑂 
  n1=1; 𝐵𝑟  n2=1; H
+ n3=2)
(b) determine o valor da constante de velocidade e escreva a lei de velocidade para essa reação. 
 ( k=12 L
3
 mol
-3
 s
-1
)
 
 
 
Experimento 
Concentração Inicial (mol L
-1
) 
Velocidade Inicial (mol de 
 L-1 s-1 
 
 
1 0,10 0,10 0,10 1,2 x 10
-3
 
2 0,20 0,10 0,10 2,4 x 10
-3
 
3 0,10 0,30 0,10 3,5 x 10
-3
 
4 0,20 0,10 0,15 5,4 x 10
-3
 
 
15. Considere que a reação: 
 
tem a seguinte lei de velocidade determinada experimentalmente: 
 = 
 
 
 
 
Prove que o seguinte mecanismo proposto para essa reação está correto: (resolvido nos slides das aulas)
 
 
 
→ 
 
← 
 
 
 
 
 
→ 
 
16. A lei de velocidade para a reação de decomposição do N2O5 é: 
 
 = 
 
Prove que o mecanismo proposto para essa reação está correto: (resolvido na aula de exercícios)
 
 
 
→← 
 
 
 
 
→ 
 
 
 
→