Cap9 cinetica

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Cap9 cinetica

  1. 1.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 1 CAPÍTULO 9 – CINÉTICA QUÍMICA                                                                                                 PROF.: Aleksey Peixoto 1­ Conceito: é o estudo das velocidades das reações. A velocidade de uma  reação é proporcional ao produto das concentrações dos reagentes, sendo  cada um elevado a um expoente idêntico a seu coeficiente na equação  balanceada.  Equação geral:  aA  +  bB  →  cC  +  dD                                     V = k. [A] ª .[B] b  .  [C]c    Durante uma reação genérica A + B → C + D os reagentes A e B irão ser consumidos enquanto que os produtos C e D serão produzidos (formados), para calcular a velocidade média é só fazer a relação entre a quantidade que será consumida ou produzida em um determinado intervalo de tempo. Velocidade Média em função das substâncias: A variação da quantidade deverá ser sempre um valor positivo, então ela deverá ser em módulo. Não existe uma obrigatoriedade com relação as unidades, usamos as que nos são fornecidas, e só efetuaremos alguma mudança quando pedido. Os valores de quantidade e do tempo podem ser fornecidos em tabelas ou em gráficos. Quando você estiver observando o gráfico é importante identificar as curvas dos reagentes e as dos produtos. Lei da velocidade
  2. 2.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 2 OBS: A etapa mais lenta é a etapa determinante da velocidade da reação. 2­ Fatores que influenciam na velocidade das reações: a) Superfície de contato: quanto maior a superfície de contato entre os  reagentes, maior será a velocidade da reação. b) Concentração dos reagentes: se ocorrer um aumento de partículas num  determinado volume, haverá um maior número de colisões que ocasionará  um aumento da velocidade de reação. c) Temperatura: o aumento da temperatura provoca um aumento percentual de  moléculas, as quais irão apresentar uma energia cinética maior ou igual a  energia de ativação. A energia de ativação é a energia mínima que uma  partícula deve possuir para que possa reagir com a outra. d) Pressão: o aumento da pressão em um gás aumenta a freqüência do  número de choques. Porém nem todas as moléculas que se chocam vão  reagir e para que as colisões sejam efetivas as moléculas devem ter energia  igual ou maior que a energia de ativação e uma orientação favorável a um  sentido que facilite a formação de complexos ativados. Ex.: H2   +    Cl2   →  2HCl
  3. 3.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 3 e) Catalisadores: são substâncias capazes de acelerar a velocidade de uma  reação sem sofrem alterações em sua constituição. Diminuem a energia de  ativação, oferecendo um caminho mais rápido e mais fácil para que a reação  ocorra. f) Inibidores: são substâncias capazes de diminuir a velocidade de uma reação  sem sofrem alterações em sua constituição. 3­ Gráficos: (Análise gráfica da energia de ativação)  • Reação Endotérmica: • Reação Exotérmica:
  4. 4.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 4 • Ação do catalisador: OBS: Catálise: reação na qual participa um catalisador. Pode ser: • Homogênea: é aquela em que o catalisador e os reagentes formam uma  mistura homogênea. (Monofásica) • Heterogênea: é aquela em que o catalisador e os reagentes formam uma  mistura heterogênea. (Polifásica) Questões  1. PUC­ Minas 2008­  Considere o gráfico a seguir, referente aos diagramas  energéticos de uma reação química com e sem catalisador.
  5. 5.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 5             Assinale a afirmativa CORRETA. a) A reação é endotérmica. b) A energia de ativação em presença do catalisador é 150 kJ. c) A curva II representa o diagrama energético da reação catalisada. d) A reação acontece em duas etapas.   2.UFRJ ­ 2008 a) Indique as etapas endotérmicas e exotérmicas. b) Calcule a variação da entalpia na conversão do CO‚ em metanol. c) Indique a etapa lenta do processo. Justifique sua resposta. 3)  (Puc­ Rio 2008)  Considere a reação de decomposição da   substância A na  substância B e as espécies a cada momento segundo o tempo indicado.
  6. 6.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 6 Sobre a velocidade dessa reação, é correto afirmar que a velocidade de: a) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 0 a 20 s, é 0,46  mol /s. b) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 20 a 40 s, é 0,012  mol/ s. c) decomposição da substância A, no intervalo de tempo de 0 a 40 s, é 0,035  mol/ s. d) formação da substância B, no intervalo de tempo de 0 a 20 s, é 0,46 mol /s. e) formação da substância B, no intervalo de tempo de 0 a 40 s, é 0,70 mol/ s. 4)  (Puc­ SP 2007)  O dióxido de nitrogênio (NO2) reage com o monóxido de  carbono (CO) formando o óxido nítrico (NO) e o dióxido de carbono (CO2).                   NO2(g) + CO(g)   NO(g) + CO→ 2(g) Analisando o diagrama de coordenadas de reação apresentado, um estudante fez  as seguintes afirmações: I. A energia de ativação para a formação do óxido nítrico é de 132 kJ/ mol. II. A formação do óxido nítrico é um processo endotérmico. III.  O aumento  da  temperatura do  sistema  reacional diminui  a velocidade  de  formação do óxido nítrico, pois aumenta a energia de ativação da reação. Está(ão) correta(s) somente a(s) afirmação(ões) a) I.                                     d) I e II. b) II.                                    e) I e III.
  7. 7.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 7 c) III. 5) (Ufsm 2007) Um comprimido efervescente de vitamina C intacto, pesando 5 g,  quando colocado em um copo contendo água a 25 °C, será dissolvido em dois  minutos. Considerando essa informação, assinale verdadeira (V) ou falsa (F) em cada uma  das proposições. (     ) Se o comprimido efervescente estiver em pequenos pedaços, o tempo de  dissolução também será de dois minutos, pois a massa continua sendo 5 g. (         ) O tempo de dissolução do comprimido efervescente intacto mantém­se  quando o comprimido for dissolvido em água a 40 °C, pois a área de contato é a  mesma. (     ) Quanto maior a superfície de contato do comprimido efervescente com a  água, maior o número de colisões favoráveis, portanto maior a velocidade de  dissolução. (         ) O aumento da temperatura diminui a energia de ativação, diminuindo,  portanto, o tempo de dissolução. A seqüência correta é a) V ­ F ­ V ­ V. b) F ­ V ­ F ­ V. c) V ­ V ­ F ­ V. d) F ­ F ­ V ­ F. e) V ­ V ­ F ­ F. 6) (Ufrs) Observe o gráfico a seguir. O perfil da reação genérica A ë B, nele representado, indica que a energia de  ativação do processo, em kJ, é igual a a) 100. b) 150. c) 250. d) 300. e) 400.
  8. 8.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 8 7) Quando uma fita de magnésio é mergulhada em uma solução aquosa de ácido  clorídrico, ocorre a reação:                          Mg(s) + 2HCl(aq)   MgC→ 2(aq) + H2(g) A temperatura da solução e a concentração do ácido afetam a velocidade da  reação de oxidação do magnésio. Considere as condições experimentais durante  a oxidação da fita de magnésio, de acordo com os registros a seguir. O magnésio será oxidado, mais rapidamente, no experimento a) 1. b) 2. c) 3. d) 4 8) Aumentando­se a temperatura em um sistema químico reagente, o único fator  que NÃO se altera é a (o) a) energia de ativação da reação. b) tempo para o equilíbrio ser alcançado. c) energia cinética das partículas reagentes. d) número de colisões efetivas entre as partículas. 9) (Ufij) Considere o diagrama de energia da reação de decomposição do H2O2  representado
  9. 9.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 9 . Assinale a alternativa INCORRETA: a) A reação de decomposição do H2O2 é exotérmica. b) A curva "A" apresenta maior energia de ativação que a curva "B". c) A presença de um catalisador afeta o ∆H da reação. d) A curva "B" representa a reação com a presença de um catalisador. e) A letra "Z" representa o ∆H da reação de decomposição do H2O2. 10) Em aquários, utilizam­se borbulhadores de ar para oxigenar a água. Para um  mesmo volume de ar bombeado nesse processo, bolhas pequenas são mais  eficientes, porque em bolhas pequenas a) a área superficial total é maior. b) a densidade é menor. c) a pressão é maior. d) a velocidade de ascensão é menor. e) o volume total é menor. 11)   Considere   as   afirmações   sobre   velocidade   das   reações   químicas,  apresentadas a seguir. I. O aumento da superfície de contato entre os reagentes aumenta a velocidade da  reação. II. O aumento da concentração dos reagentes aumenta a velocidade da reação. III. O aumento da temperatura aumenta a velocidade da reação. A afirmação está CORRETA em: a) I apenas. b) I e II apenas. c) III apenas. d) I, II e III.
  10. 10.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 10 12) (Ufsm) Para que ocorra uma reação química, é necessário que os reagentes  entrem em contato, através de colisões, o que se chama Teoria das Colisões.  Essa teoria baseia­se em que I ­ todas as colisões entre os reagentes são efetivas (ou favoráveis). II ­ a velocidade da reação é diretamente proporcional ao número de colisões  efetivas (ou favoráveis). III ­ existem colisões que não são favoráveis à formação do produto. IV ­ maior será a velocidade de reação, quanto maior for a energia de ativação. Estão corretas a) apenas I, II e III. b) apenas II e III. c) apenas I e IV. d) apenas I, II e IV. e) apenas III e IV. 13) Considere a reação elementar representada pela equação                  3 O2(g)   2 O→ 3(g) Ao triplicarmos a concentração do oxigênio, a velocidade da reação, em relação à  velocidade inicial, torna­se a) duas vezes menor. b) três vezes maior. c) oito vezes menor. d) nove vezes maior. e) vinte e sete vezes maior. 14) Analise as afirmações seguintes, sobre CINÉTICA QUÍMICA. (     ) A etapa determinante da rapidez de uma reação química é a mais lenta. (     ) Catalisadores não participam das etapas de uma reação química. (     ) Uma porção de maionese deteriora­se mais rapidamente do que os seus  componentes considerados separadamente, pois, entre outros fatores, a superfície  de contato de cada um é maior. (     ) A freqüência de colisões efetivas entre reagentes diminui com o aumento de  temperatura. (     ) Alumínio em pó pode ser "queimado" mais facilmente do que alumínio em  raspas. 15) Observa­se que a velocidade de reação é maior quando um comprimido  efervescente, usado no combate à azia, é colocado: a) inteiro, em água que está à temperatura de 6°C.
  11. 11.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 11 b) pulverizado, em água que está à temperatura de 45°C. c) inteiro, em água que está à temperatura de 45°C. d) pulverizado, em água que está à temperatura de 6°C. e) inteiro, em água que está à temperatura de 25°C. 16) Para responder à questão, relacione os fenômenos descritos na coluna I com  os fatores que influenciam na velocidade dos mesmos, mencionados na coluna II.   COLUNA I 1 ­ Queimadas se alastrando rapidamente quando está ventando. 2 ­ Conservação dos alimentos no refrigerador. 3 ­ Efervescência da água oxigenada na higiene de ferimentos. 4 ­ Lascas de madeiras queimando mais rapidamente que uma tora de madeira.   COLUNA II A ­ superfície de contato B ­  catalisador C ­  concentração D ­  temperatura   A alternativa que contém a associação correta entre as duas colunas é a) 1 ­ C; 2 ­ D; 3 ­ B; 4 ­ A b) 1 ­ D; 2 ­ C; 3 ­ B; 4 ­ A c) 1 ­ A; 2 ­ B; 3 ­ C; 4 ­ D d) 1 ­ B; 2 ­ C; 3 ­ D; 4 ­ A e) 1 ­ C; 2 ­ D; 3 ­ A; 4 – B 17) Considere os diagramas representativos de Energia (E) versus coordenada  das reações (cr):  O diagrama da reação mais lenta e o da que tem a energia de ativação igual a  zero são, respectivamente, a) I e II.
  12. 12.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 12 b) I e III. c) II e III. d) I e IV. e) II e IV. 18) Sobre catalisadores, são feitas as quatro afirmações seguintes. I ­ São substâncias que aumentam a velocidade de uma reação. II ­ Reduzem a energia de ativação da reação. III ­ As reações nas quais atuam não ocorreriam nas suas ausências. IV ­ Enzimas são catalisadores biológicos. Dentre estas afirmações, estão corretas, apenas: a) I e II. b) II e III. c) I, II e III. d) I, II e IV. e) II, III e IV. 19) No laboratório, o hidrogênio pode ser preparado pela reação de zinco com  solução de ácido clorídrico. Observe as condições especificadas nas experiências a seguir. A velocidade da reação é maior em a) I b) II c) III d) IV e) V 20) A seguir estão representadas as etapas da reação: H2 + Br2   2HBr→
  13. 13.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 13   A velocidade da reação é determinada pela etapa: a) I b) II c) III d) IV e) V 21) No estudo cinético de uma reação representada por 2A(g) + B2(g)     2AB(g)→ colocou­se os seguintes dados: A velocidade da reação pode ser expressa pela reação a) v = k 2[A] b) v = k [B]2 c) v = k [A] [B] d) v = k [A]2  [B] e) V = K [A] [B]2
  14. 14.                               Curso Eduardo Chaves­www.eduardochaves.com 14    Gabarito 1 c 2) a) Etapa endotérmica: II e III.     Etapas exotérmicas: I , II e III , IV. b) ∆H = ­ 40 kJ. c) A etapa lenta é a etapa que vai de II a III, por apresentar a maior energia  de ativação. 3 b 4 a 5 d 6) d 7) d 8) a 9) c 10) a 11) d 12) b 13) e 14) V F F F V 15) b 16) a 17) b 18) d 19) c 20) b 21) d

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