exercicios de Lei de Arrhenius

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UNIVERSIDADE	DE	RIBEIRÃO	PRETO	–	UNAERP	
CURSO	DE	ENGENHARIA	QUÍMICA	
CINÉTICA	QUÍMICA		
Lista	de	Exercícios	1	–	Classificação	das	Reações	e	Lei	de	Arrhenius	
Prof.	Paula	Bruzadelle	Vieira		 1) A	pirólise	do	etano	ocorre	com	uma	energia	de	ativação	de	cerca	de	300	kJ/mol.	Quão	mais	rápida	é	a	decomposição	à	temperatura	de	650°C,	quando	comparada	a	temperatura	de	500°C?	1971	vezes	
	 2) À	temperatura	de	1.100	K,	n-nonano	sofre	craqueamento	térmico	(quebra-se	em	moléculas	menores)	20	vezes	mais	rápido	que	à	temperatura	de	1.000	K.	Encontre	a	energia	de	ativação	para	essa	decomposição.	273kJ	
	 3) 	A	 taxa	 de	 reação	 é	 triplicada	 quando	 a	 concentração	 de	 reagente	 é	 dobrada.	Encontre	a	ordem	da	reação.	Considere	a	equação	de	velocidade	igual	(-rA)=k.CAn.	1,58	
	 4) Dada	a	reação	elementar		2𝐴 + 1 2% 𝐵 → 𝐶 ,	qual	a	ordem	da	reação	em	relação	a	A,	B	e	a	global?	E	qual	a	unidade	da	constante	k?	
	 5) Para	remover	uma	mancha	de	um	prato	de	porcelana	fez-se	o	seguinte:	cobriu-se	a	mancha	 com	meio	 copo	 de	 água	 fria,	 adicionaram-se	 algumas	 gotas	 de	 vinagre	deixou-se	 por	 uma	 noite.	 No	 dia	 seguinte	 a	 mancha	 havia	 clareado	 levemente.	Usando	apenas	água	e	vinagre,	sugira	duas	alterações	no	procedimento,	de	tal	modo	que	a	remoção	da	mancha	possa	ocorrer	em	menor	tempo.	Justifique	cada	uma	das	alterações	propostas.	
	 6) Dada	a	reação	2𝑁𝑂+ + 1 2% 𝑂+ → 𝑁+𝑂,,	qual	é	a	relação	entre	as	taxas	de	formação	e	desaparecimento	dos	3	componentes	da	reação?	
	 7) A	 decomposição	 do	 NO2	 ( 2𝑁𝑂+ → 2𝑁𝑂 + 𝑂+)	 segue	 uma	 cinética	 de	 segunda	ordem.	Dados	obtidos	em	diferentes	temperaturas	são	observados	a	seguir:	
	 Temperatura,	°C	 592	 603	 627	 651.5	 656	K	(mol.L-1.min-1)	 522	 755	 1700	 4020	 5030	
	Qual	o	valor	da	constante	de	velocidade	para	uma	temperatura	de	610K?		6,18.10-4	mol/L.min.	
		 	
8) Os	seguintes	valores	foram	observados	para	a	decomposição	térmica	do	orto-silano.	Sendo	assim,	determine:	a) A	constante	pré-exponencial	1.8.1018	L/mol.min	b) A	energia	de	ativação	180kJ/mol	c) A	temperatura	para	k	igual	a	30	L/mol.min	563.3K	
	 T	(°C)	 K	(L/mol.mim)	187	 0.00544	217	 0.09709	247	 1.242	277	 12.307	307	 92.21	337	 													578.14		 9) Considere	 a	 reação	 em	 fase	 líquida	 𝐴 + 2𝐵 → 𝐶 + 3𝐷 .	 Sabendo	 que	CA0	=	CB0	=	8	M,	 CC0	=	1	M	 e	 que	 CB	=	0,5	M,	 determine	 xA,	 CA,	 CC	 e	 CD.	 CA=4,15M,	xA=46,9%.	
	10) 	A	 reação	 de	 saponificação	 entre	 a	 soda	 cáustica	 e	 o	 estearato	 de	 glicerilo	(triestearina)	 pode	 ser	 representada	 por:	 3𝑁𝑎𝑂𝐻 + (𝐶45𝐻6,𝐶𝑂𝑂)6𝐶6𝐻, →3𝐶45𝐻6,𝐶𝑂𝑂𝑁𝑎 + 𝐶6𝐻,(𝑂𝐻)6.	Partindo-se	de	uma	mistura	de	10	mol/L	de	soda	cáustica	e	2	mol/L	de	estearato,	qual	 será	a	 composição	desta	mistura	quando	houver:		a) Uma	conversão	de	25%	em	termos	de	soda	cáustica;	CA=7,5M	b) Uma	conversão	de	80%	em	termos	de	estearina;	CA=5,2M	c) Uma	 conversão	 de	 80%	 em	 termos	 de	 soda	 cáustica.	 CA=2,0M,	 CB	 não	 é	possível.	
	11) Uma	regra	que,	embora	aproximada,	é	muito	utilizada	em	laboratórios,	diz	que	a	velocidade	de	uma	reação	dobra	ao	aumentar-se	a	temperatura	em	10°C.	Qual	a	energia	de	ativação	das	reações	que	seguem	essa	regra,	a	partir	da	temperatura	de	80°C?	73kJ	
	12) 	Ácido	 acético	 diluído	 é	 produzido	 através	 da	 hidrólise	 do	 anidro	 acético.	 As	constantes	de	velocidade	de	pseudo-primeira	ordem	são	disponíveis	a	10°C	e	a	40°C,	 com	 valores,	 respectivamente,	 de	 3,4	h-1	 e	 22,8	 h-1.	 Estime	 o	 valor	 da	constante	de	velocidade	a	65°C.	84,1	h-1	
	
13) 	A	 formação	 bi-molecular	 do	 metil-etil	 éter,	 realizada	 em	 um	 reator	 BSTR,	apresentou	 os	 seguintes	 dados	 de	 constante	 de	 velocidade	 em	 função	 da	temperatura:	Temperatura,	°C	 0	 6	 12	 18	 24	 30	K	(mol.L-1.s-1)	 0,56	 1,18	 2,45	 4,88	 10,0	 20,8		 	Determine	a	energia	de	ativação	e	o	fator	de	frequência.	Qual	a	temperatura	na	qual	a	constante	de	velocidade	terá	valor	de	120	L.mol-1.s-1.	320,3K	
	 14) 	Considere	3	reações	irreversíveis	de	mesma	ordem.	A	dependência	da	constante	de	velocidade	com	a	temperatura	para	as	três	reações	obedece	a	lei	de	Arrhenius	conforme	as	curvas	da	Figura	1.	
	Com	base	na	análise	das	curvas	e	na	validade	da	lei	de	Arrhenius,	pergunta-se:	a) Qual	a	reação	apresenta	maior	fator	exponencial?	Justifique.	Reações	1	e	3	b) Qual	reação	apresenta	maior	energia	de	ativação?	Justifique.	Reação	3	c) Qual	reação	é	mais	rápida	a	250K?	Justifique.	Reação	1