PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Química – Parte 04 Prof. Oromar As reações químicas costumam ocorrer acompanhadas de alguns efeitos que podem dar uma dica de que elas estão acontecendo: Saída de gases Formas de precipitado Mudança de cor Alterações de calor Reações Endotérmicas Um exemplo de processo endotérmico é a reação de decomposição do carbonato de cálcio com formação de gás carbônico. CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) Δ ΔH = +178 kJ TERMOQUÍMICA É o estudo das quantidades de calor liberados e absorvidos durante as reações químicas e mudanças de estado físico de uma substância. A queima do carvão, da madeira, da gasolina, são processos químicos que ocorrem com liberação de energia, são reações denominadas EXOTÉRMICAS. O derretimento do gelo, a luz usada na fotossíntese, são processos químicos que ocorrem com absorção de energia, logo são denominados ENDOTÉRMICOS. Hinicial Entalpia (H) CaO(s) + CO2(g) produtos ΔH = -285,5 kJ Hfinal CaCO3(s) reagentes Conclui-se: Unidades Exotérmicos Utiliza-se as unidades de energia joule (J) no SI e a unidade usual caloria (cal). 1 caloria (cal) = 4,18 J 1 quilocaloria (kcal) = 1000 cal Sempre ocorre perda de calor para o meio externo. Diminui a entalpia do sistema (HR > HP) ΔH < 0 Endotérmico Transformações Exotérmicas e Endotérmicas Nas transformações exotérmicas e endotérmicas, a energia global de um sistema é denominado entalpia (H). Para as reações que ocorrem à pressão constante (frascos abertos), o calor de reaação é determinado pela diferença entre a ental pia dos produtos e a dos reagentes. ΔH = HP ‐ HR Um exemplo de processo exotérmico é a reação de combustão do gás hidrogênio, com formação da água líquida. Hinicial ΔH = -285,5 kJ Entalpia (H) 1H2(g) + 1/2 O2(g) reagentes ΔH = -285,5 kJ Hfinal Atualizada em 29/7/2011 1H2O(ℓ) produtos Estado Padrão No cálculo do calor ou variação de entalpia envolvida nos processos químicos e físicos, observamos os fatores: Estado físico dos reagentes e produtos. Estado alotrópico dos reagentes. O fato dos reagentes e produtos estarem ou não em solução e a concentração da mesma. Temperatura na qual o processo se realiza. Reações Exotérmicas 1H2(g) + 1/2 O2(g) → 1H2O(ℓ) Sempre ocorre ganho de calor do meio externo. Aumenta a entalpia do sistema (HR < HP). ΔH > 0 Os químicos criaram uma referência, ou seja, uma situação padrão. Estado físico e alotrópico mais estável. 25º C 1 atm Por convenção (referencia) – substância simples, no estado padrão, possui entalpia zero. Equação Termoquímica Os diversos processos exotérmicos e endotérmicos são representados por meio das equações termoquímicas. As equações termoquímicas devem apresentar as seguintes informações: Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. 1 PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Prof. Oromar Os coeficientes estequiométricos dos reagentes e produtos. Estado físico de todos os participantes. Indicação da variedade alotrópica. A temperatura e a pressão de realização da reação. ΔH da reação Exemplo: kJ/mol 1CH4(g) + 2O2(g) → 1CO2(g) + 2H2O(ℓ) ΔH = -213,0 25º C, 1atm Cálculo da Variação de Entalpia (ΔH) Podemos utilizar 3 maneiras para calcularmos a variação de entalpia de uma reação: Química – Parte 04 Invertendo uma equação termoquímica, invertese o sinal do ΔH. Exemplo: Dadas as equações termoquímicas: I.H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(ℓ) 68,3kcal II.C(graf) + O2(g) → CO2(g) 94,1kcal III.CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(ℓ) ΔH=ΔH=ΔH=-212kcal Calcule o valor da variação de entalpia (ΔH) em kcal/mol para a reação de formação do gás metano. Resolução: Equação “pergunta” Através das entalpias de formação Através da Lei de Hess Através das energias de ligação Exemplos Lei de Hess Entalpia de Formação Determine o calor liberado na combustão completa de 1,0 kg do álcool etílico (etanol) líquido. Dados: substância Entalpia de formação no estado padrão (kJ/mol) -286,0 -394,0 -278,0 H2O(ℓ) CO2(g) C2H5OH(ℓ) Resolução: Utilizamos a relação: ΔH = ΣHprodutos - ΣHreagentes Equação: Cálculos: Energia de Ligação Trata-se do cálculo da variação de entalpia (ΔH) das reações em que estão envolvidas espécies moleculares gasosas, usando a tabela das energias de ligação e aplicando a Lei de Hess. Exemplo: Dado os valores da energia de ligação, determine o ΔH para a reação dada: ENERGIAS PARA ROMPER 1 MOL DE LIGAÇÕES kJ/mol 25º C, 1 atm (ESTADO GASOSO) H–H 436 C–H 414 C–C 347 Cℓ - Cℓ 243 C - Cℓ 331 H - Cℓ 431 Equação: CH4(g) + Cℓ2(g) → CH3Cℓ(g) + HCℓ(g) ΔH = ? Resolução: Lei de Hess Variação de entalpia numa reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação. As equações termoquímicas podem ser somadas como se fossem equações matemáticas. Multiplicando ou dividindo uma equação termoquímica por um valor diferente de zero, o valor do ΔH será também multiplicado ou dividido pelo mesmo valor. 2 Atualizada em 29/7/2011 Ligações entre átomos dos reagentes são rompidas, processo endotérmico ΔH > 0, energia absorvida. Ligações entre os átomos dos produtos são formadas, processo exotérmico ΔH < 0, energia liberada. Aplica-se a lei de Hess. a a ΔH = ΔH1 + ΔH2 Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Prof. Oromar Cálculos: Química – Parte 04 02. UFRS) A reação cujo efeito técnico representa o calor de formação do ácido sulfúrico é: a) H2O(ℓ) + SO3(g)→ H2SO4(ℓ) b) H2(g) + SO2(g) → H2SO4(ℓ) c) H2O(g) + S(r) +3 O2(g) → H2SO4(ℓ) d) H2S(g) + 2O2(g) → H2SO4(ℓ) e) H2(g) + S(r) + 2O2(g) → H2SO4(ℓ) ENTROPIA E ENERGIA LIVRE Observa-se que, a princípio, uma reação química será progressivamente mais espontânea, à medida que for mais exotérmica. Porém, este não é o único critério que deve ser considerado para prever a espontaneidade de uma reação, pois existem processos que são espontâneos, apesar de absorver calor durante sua realização. Exemplo: evaporação da água. Portanto, concluímos que existe um outro fator, além da liberação de calor, que infllui na espontaneidade dos processos. Este fator é denominado ENTROPIA. 03.(UEPG PR) A respeito das equações abaixo, assinale o que for correto. I) H 2 (g ) 1 2 O 2 (g ) H 2 O (l) H 285,8kJ ENTROPIA (S) → é a grandeza termodinâmica que nos fornece a medida da desordem de um sistema. 04. Quando 1 mol de HgO(s) absorve 90,7 kJ, ocorre decomposição. A tendência natural de todo sistema é o aumento da desordem (entropia). Exemplo: mudança de estado físico. 08. A reação I é exotérmica. ΔS = Sfinal ‐ Sinicial Para determinarmos a espontaneidade de um processo, criou-se a grandeza energia livre ΔG (energia livre de Gibbs), sendo sua variação obedece a equação: ΔG = ΔH ‐ T . ΔS ΔG = variação da energia livre ΔH = variação da entalpia T = temperatura (K) ΔS = variação da entropia CONCLUSÃO Uma reação é espontânea quando ΔG < 0. Uma reação não espontânea quando ΔG > 0. Um processo apresentará maior tendência à espontaneidade, quanto maior a desordem (entropia) e maior o calor liberado (ΔH < 0). ATIVIDADES 01. Dada a equação: 6C(graf) + 6H2(g) + 3O2(g) → C6H12O6(s) ΔHo = -1257kJ é correto afirmar que: a) Representa uma reação endotérmica b) O calor de combustão da glicose é -1257kJ/mol c) O calor de neutralização da glicose é -1257 kJ/mol d) O calor de formação da glicose é -1257 kJ/mol e) A glicose tem entalpia zero. II) HgO (s ) Hg (l) 1 2 O 2 (g ) H 90,7kJ 01. Na reação I, a entalpia dos reagentes é menor do que a entalpia dos produtos. 02. A reação II apresenta H positivo, ou seja, ela é espontânea. 04. (FUVEST SP) Quimicamente falando, não se deve tomar água ..................., mas apenas água ................... . A água .................. inúmeros sais, por exemplo, o cloreto de .................., o mais abundante na água do mar. Em regiões litorâneas, ameniza variações bruscas de temperatura, graças à sua capacidade de armazenar grande quantidade de energia térmica, o que se deve ao seu alto .................... . Na forma de suor, sua evaporação abaixa a temperatura do corpo humano, para o que contribui seu elevado .................... . Completa-se corretamente o texto, obedecendo-se a ordem em que as lacunas aparecem, por: a) pura, potável, dissolve, sódio, calor específico, calor de vaporização. b) de poço, pura, dissolve, magnésio, calor específico, calor de vaporização. c) destilada, potável, dilui, sódio, calor de vaporização, calor específico. d) de poço, destilada, dissolve, magnésio, calor de vaporização, calor específico. e) pura, destilada, dilui, sódio, calor de vaporização, calor específico. 05. (UCS RS) Atletas que sofrem problemas musculares durante uma competição podem utilizar bolsas instantâneas frias ou quentes como dispositivos para primeiros socorros. Esses dispositivos normalmente são constituídos por uma bolsa de plástico que contém água em uma seção e uma substância química seca em outra seção. Ao golpear a bolsa, a água dissolve a substância, de acordo com as equações químicas representadas abaixo. Equação 1: Ca2+(aq) + 2Cl–(aq) H = –82,8 kJ/mol CaCl2s água Equação 2: NH4+(aq) + NO3–(aq) H = +26,2 NH4NO3(s) água kJ/mol Atualizada em 29/7/2011 Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. 3 PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Química – Parte 04 Prof. Oromar Se um atleta precisasse utilizar uma bolsa instantânea fria, escolheria a bolsa que contém o a) CaCl2(s), pois sua dissociação iônica é exotérmica. b) NH4NO3(s), pois sua reação de deslocamento com a água deixa a bolsa fria. c) CaCl2(s), pois sua dissociação iônica absorve o calor. d) NH4NO3(s), pois sua dissociação iônica é endotérmica. e) CaCl2(s), pois sua reação de dupla troca com a água deixa a bolsa fria. 06. (UMG) O cloreto de sódio, NaCl, é um composto iônico, solúvel em água. Sua dissolução pode ser assim representada: Dissolução do cristal: NaCl (s) Na+(aq) + Cl-(aq) Esse processo também pode ser representado, formalmente, em duas etapas: I) Dissociação do cristal : NaCl(s) Na+(g) + Cl–(g) H2O + – II) Solvatação : Na(g) + Cl(g) Na (aq) + Cl (aq) Considerando-se essas etapas da dissolução do cristal, é CORRETO afirmar que, a) na etapa da solvatação dos íons do cloreto de sódio, ocorre liberação de energia. b) na água pura, as interações entre as moléculas são mais fortes que as interações entre os íons no cristal. c) na solução de cloreto de sódio, as moléculas de água estabelecem ligações de hidrogênio com os íons sódio. d) na etapa da dissociação do cloreto de sódio, a energia do retículo cristalino é liberada. 07.(PUC RJ) Considere a seguinte reação termoquímica: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) de NO H = -13,5 kcal / mol Assinale a alternativa falsa. a) A reação é exotérmica. b) São libertados 13,5 kcal para cada mol de NO (g) que reagir. c) A entalpia padrão de formação do O2 (g) é diferente de zero nas condições–padrão. d) A reação de oxidação do NO (g) pode ocorrer no ar atmosférico. e) Nenhuma das alternativas é falsa. 08. (VUNESP SP) Em uma cozinha, estão ocorrendo os seguintes processos: I. gás queimando em uma das “bocas” do fogão e II. água fervendo em uma panela que se encontra sobre esta “boca” do fogão. Com relação a esses processos, pode-se afirmar que: a) I e II são exotérmicos. b) I é exotérmico e II é endotérmico. c) I é endotérmico e II é exotérmico. d) I é isotérmico e II é exotérmico. e) I é endotérmico e II é isotérmico. 09. (UNIFOR CE) Durante o ciclo hidrológico natural a água muda constantemente de estado físico e de lugar. Entre os fenômenos que ocorrem estão: I. derretimento de “icebergs” II. formação de gotículas de água na atmosfera a partir do vapor III. formação de neve 4 Atualizada em 29/7/2011 IV. dissipação de nevoeiros Dentre esses fenômenos, são exotérmicos SOMENTE a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV 10. (UFAC) A reação: H2 exotérmica porque: a) absorve calor b) libera oxigênio c) é higroscópica d) perde água e) libera calor (g) + ½ O2 (g) H2 O (L) é 11. (MACK SP) Fe2O3(s) + 3C(s) + 491,5 kJ 2Fe(s) + 3CO(g) Da transformação do óxido de ferro III em ferro metálico, segundo a equação acima, pode-se afirmar que : a) é uma reação endotérmica. b) é uma reação exotérmica. c) é necessário 1 mol de carbono para cada mol de Fe2O3(s) transformado. d) o número de mols de carbono consumido é diferente do número de mols de monóxido de carbono produzido. e) a energia absorvida na transformação de 2 mols de Fe2O3(s) é igual a 491,5 kJ . 12. (UFOP MG) O ácido clorídrico é um importante ácido industrial, e uma das etapas de sua obtenção é representada pela seguinte equação química: H 2(g) Cl 2(g) 2HCl (g) Considere a seguinte tabela de valores de energia de ligação: Substância Energia de ligação (kJ/mol) H 2(g) 436,0 Cl 2(g) 243,0 HCl (g) 432,0 Com base nessa tabela, pode-se afirmar que a entalpia de formação do HCl(g), em kJ/mol, é de: a) 247,0 b) 123,0 c) –247,0 d) –92,5 13. (UNIFEI MG) Considerando os dados de entalpia de ligação abaixo, o calor associado (kJ/mol) à reação: CH 4 (g) 4 Cl 2 (g) CCl 4 (g) 4 HCl (g) , à pressão constante, deverá ser : (C – H = 414 kJ/mol, H – Cl = 431 kJ/mol, Cl – Cl = 243 kJ/mol, C – Cl = 331 kJ/mol) a) + 420 kJ/mol b) + 105 kJ/mol c) – 105 kJ/mol d) – 420 kJ/mol Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Química – Parte 04 Prof. Oromar 14. (UNIFESP SP) Com base nos dados da tabela: Ligação O–H H–H O=O Energia média de ligação (kJ/mol) 460 436 490 pode-se estimar que o H da reação representada por: 2H2O(g) 2H2(g) + O2(g), dado em kJ por mol de H2O(g), é igual a: a) + 239. b) + 478. c) + 1101. d) – 239. e) – 478. 15. (PUC RJ) Dadas as energias de ligação (estado gasoso) abaixo H - H, H = + 104 Kcal/mol H - F, H = + 135 Kcal/mol F – F, H = + 37 Kcal/mol a) O gráfico representa uma reação endotérmica. b) O gráfico representa uma reação exotérmica. c) A entalpia dos reagentes é igual à dos produtos. d) A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes. e) A variação de entalpia é maior que zero. 18. (FUVEST SP) A dissolução de um sal em água pode ocorrer com liberação de calor, absorção de calor ou sem efeito térmico. Conhecidos os calores envolvidos nas transformações, mostradas no diagrama que segue, é possível calcular o calor da dissolução de cloreto de + sódio sólido em água, produzindo Na (aq) e Cl (aq). O calor (H) da reação H2(g) + F2(g) 2HF(g), em Kcal/mol, será igual a: a) - 276 b) -195 c) -129 d) - 276 e) 129 16. (UFG GO) Determine a entalpia de formação de ácido clorídrico gasoso, segundo a reação representada pela equação: H2 (g) + Cl2 (g) 2HCl (g) Dados: Ho = 436 kJ/mol H2 (g) 2H (g) Ho = 243 kJ/mol Cl2 (g) 2Cl (g) HCl (g) H (g) + Cl (g) Ho = 431 kJ/mol Indique os cálculos. Com os dados fornecidos, pode-se afirmar que a dissolução de 1 mol desse sal a) é acentuadamente exotérmica, envolvendo cerca de 3 10 kJ. b) é acentuadamente endotérmica, envolvendo cerca de 103 kJ. c) ocorre sem troca de calor. d) é pouco exotérmica, envolvendo menos de 10 kJ. e) é pouco endotérmica, envolvendo menos de 10 kJ. 19. (Unimontes MG) O diagrama de entalpia a seguir representa os calores envolvidos na reação de obtenção de dois óxidos de cobre, a partir deste metal e do oxigênio. 2Cu(s) + O2(g) 17. (UFRRJ) Desde a pré-história, quando aprendeu a manipular o fogo para cozinhar seus alimentos e se aquecer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, nos transportes, etc. Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a forma de calor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. Observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa correta: -169 kJ -310kJ Cu2O(s) + 1/2 O2(g) 2CuO(s) Analisando-se esse diagrama, a variação de entalpia, H o (kJ), para a reação Cu 2 O(s) 1 / 2O 2 (g ) 2CuO(s) , é igual a a) +141. b) 479. Atualizada em 29/7/2011 Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. 5 PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Química – Parte 04 Prof. Oromar c) 141. d) +310. 20. (UESPI) Observe o gráfico abaixo. Entre os processos que ela pode representar figuram: 01. a fusão da água 02. a vaporização da água 04. a oxidação da gordura 08. a combustão da gasolina 16. o preparo de uma solução aquosa de NaOH, com aquecimento espontâneo do frasco 23. (UMG) A variação de energia ocorrida na queima de um mol de álcool combustível é corretamente representada pelo gráfico: 1. O gráfico corresponde a um processo endotérmico. 2. A entalpia da reação é igual a + 226 kcal. 3. A energia de ativação da reação é igual a 560kcal. Está(ão) correta(s): a) 1 apenas b) 2 apenas c) 2 e 3 apenas d) 1 e 3 apenas e) 1, 2 e 3 21. (UFTM MG) O gráfico apresenta os valores de entalpia para uma reação genérica X + Y Z + W, em duas situações: na presença e na ausência de catalisador. TEXTO: 1 - Comum à questão: 24 Parece claro que o desenvolvimento tem gerado um gasto considerável de energia (especialmente das formas que incrementam gás carbônico na atmosfera). E tudo foi alavancado quando, na Inglaterra, entre 1760 e 1800, a máquina a vapor foi aperfeiçoada, exigindo uma demanda maior de carvão mineral (substituindo o carvão vegetal), também utilizado na fusão de minérios de ferro. Uma das primeiras inovações metalúrgicas da época foi a fusão de minério de ferro (hematita) com carvão coque*. Isso levou à produção de ferro batido de alta qualidade, o qual começou a ser empregado na fabricação de máquinas, na construção civil e nas ferrovias, substituindo a madeira. *Ao ser queimado junto com o minério, o carvão coque tem por finalidade produzir CO para a reação (equação abaixo) e fornecer o calor necessário para essa reação ocorrer. Fe 2 O 3 3 CO 2 Fe 3 CO 2 Os valores da energia de ativação na presença do catalisador e o tipo de reação quanto à liberação ou absorção de calor são, respectivamente, a) 30 kJ e endotérmica. b) 50 kJ e endotérmica. c) 50 kJ e exotérmica. d) 110 kJ e endotérmica. e) 110 kJ e exotérmica. 22. (UEPG PR) Considere a representação gráfica da variação de entalpia abaixo. 6 Atualizada em 29/7/2011 24. (UFPEL RS) Assinale a alternativa com as palavras que completam corretamente as lacunas do texto abaixo. Pelas informações contidas no texto, é possível concluir que a reação representada pela equação é ..............................., e que o símbolo significa .............................. . a) exotérmica; luz b) exotérmica; calor c) endotérmica; calor d) endotérmica; luz e) endotérmica; fotólise GABARITO: 01. D 02. B 03. 12 04. A 05. D 06. A 07. C 08. B 09. C 10. E Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Prof. Oromar 11. A A reação é endotérmica, isto é, ocorre com absorção de energia (491,5 kJ/mol Fe2O3). 11. D 12. D 13. A 14. C 15. Aplicando os cálculos pela Lei de Hess temos o que : H = -91,5 kJ/mol 16. B 17. E 18. C 19. E 20. B 21. 28 22. A 23. C CINÉTICA QUÍMICA: É a parte da química que estuda a velocidade das reações químicas. De modo geral: V = | variação da quantidade de uma substância | ¸ intervalo de tempo. A unidade da velocidade pode ser expressa em: * mol / L x s * mol / L x min * mol / L x h Química – Parte 04 A lei de Guldberg-Waage: Considere a seguinte reação: a A + b B ----------> c C+dD a b Segundo a lei de Guldberg-Waage; V = k [A] [B] . Onde: V = velocidade da reação; [ ] = concentração da substância em mol / L; k = constante da velocidade específica para cada temperatura. A ordem de uma reação é a soma dos expoentes das concentrações da equação da velocidade. Utilizando a equação anterior, calculamos a ordem de tal reação pela soma de (a + b). Energia de ativação: É a energia mínima necessária para que os reagentes possam se transformar em produtos. Quanto maior a energia de ativação, menor será a velocidade da reação. Ao atingir a energia de ativação, é formado o complexo ativado. O complexo ativado possui entalpia maior que a dos reagentes e dos produtos, sendo bastante instável; com isso, o complexo é desfeito e dá origem aos produtos da reação. Observe o gráfico: A velocidade de produção ou consumo de um substância, está diretamente relacionada com os coeficientes da reação, devidamente balanceada. Reação: a A + b B ----------> c C + d D Velocidade: VA ¸ a = VB ¸ b = VC ¸ c = VD ¸ d. Fatores que influenciam na velocidade da reação: - Superfície de contato: Quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade da reação. - Temperatura: Quanto maior a tempertatura, maior será a velocidade da reação. - Concentração dos reagentes: Aumentando a concentração dos reagentes, aumentará a velocidade da reação. Numa reação química, a etapa mais lenta é a que determina sua velocidade. Observe o exemplo a seguir: O peróxido de hidrogênio reagindo com íons iodeto, formando água e oxigênio gasoso. Onde: I - H2O2 + I ------> H2O + IO (Lenta) II - H2O2 + IO ------> H2O + O2 + I- (Rápida) Equação simplificada: 2 H2O2 ------> 2 H2O + O2. Catalisador: A equação simplificada corresponde a soma das equações I e II. Como a etapa I é a etapa lenta, para aumentar a velocidade da reação, deve-se atuar nela. Tanto para aumentar ou diminuir a velocidade da reação, a etapa II (rápida) não vai influir; sendo a etapa I a mais importante. Atualizada em 29/7/2011 C.A.= Complexo ativado. Eat. = Energia de ativação. Hr. = Entalpia dos reagentes. Hp. = Entalpia dos produtos. DH = Variação de entalpia. O catalisador é uma substância que aumenta a velocidade da reação, sem ser consumida durante tal processo. A principal função do catalisador é diminuir a energia de ativação, facilitando a transformação de reagentes em produtos. Observe o gráfico que demonstra uma reação com e sem catalisador: Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. 7 PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Prof. Oromar nº de mols do revelador 24 22 21 20 18 Química – Parte 04 tempo de revelação (min) 6 7 8 9 10 A velocidade média (vm) de revelação, no intervalo de tempo de 7 min a 10 min, é: a) 3,14 mols de revelador / min. b) 2,62 mols de revelador / min. c) 1,80 mols de revelador / min. d) 1,33 mols de revelador / min. e) 0,70 mol de revelador / min. Inibidor: é uma substância que retarda a velocidade da reação. Veneno: é uma substância que anula o efeito de um catalisador. 04) A relação a seguir mostra a variação da concentração de uma substância A, em função do tempo, em uma reação química: aA+bB_cC+dD ATIVIDADES 01.(UFV-MG) Assinale o fenômeno que apresenta velocidade média maior. a) A combustão de um palito de fósforo. b) A transformação de rochas em solos. c) A corrosão de um automóvel. d) O crescimento de um ser humano. e) A formação do petróleo a partir de seres vivos. 02) (Fuvest-SP) O seguinte gráfico refere-se ao estudo cinético de uma reação química. Qual será o valor da velocidade média da reação de A correspondente ao intervalo entre 4 e 14 min? a) 4,0 mol/L.min. b) 0,4 mol/L.min. c) 1,4 mol/L.min. d) 25 mol/L.min. e) 2,5 mol/L.min. 05) Seja a reação: X _ Y + Z. A variação na concentração de X em função do tempo é: A velocidade média da reação no intervalo de 2 a 5 minutos é: a) 0,3 mol/L.min. b) 0,1 mol/L.min. c) 0,5 mol/L.min. d) 1,0 mol/L.min. e) 1,5 mol/L.min. 06) (Covest-2006) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: 2 NH3 _ N2 + 3 H2 O exame desse gráfico sugere que, à temperatura T1, a reação em questão é: a) lenta. b) explosiva. c) reversível. d) endotérmica. e) de oxidoredução. 03) A revelação de uma imagem fotográfica em um filme é um processo controlado pela cinética química da redução do halogeneto de prata por um revelador. A tabela abaixo mostra o tempo de revelação de um determinado filme, usando um revelador D-76. 8 Atualizada em 29/7/2011 A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em função do tempo. Concentração de NH3 em mol L-1 8,0 6,0 4,0 1,0 Tempo em horas 0 1,0 2,0 3,0 Qual é a velocidade média de consumo do reagente nas duas primeiras horas de reação? a) 4,0 mol L-1h-1 b) 2,0 mol L-1h-1 c) 10 km h-1 d) 1,0 mol L-1h-1 e) 2,3 mol h-1 Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. PF Neste curso os melhores alunos são preparados pelos melhores Professores. Prof. Oromar 07) (Mack-SP) Na reação a seguir: X + 2 Y _ Z, observou-se a variação da concentração de X em função do tempo, segundo a tabela abaixo: No intervalo de 4 a 6 minutos a velocidade média da reação, em mol/L.min, é: a) 0,010. b) 0,255. c) 0,005. d) 0,100. e) 0,200. Química – Parte 04 Gabarito 01. A 02. B 03. D 04. A 05. A 06. B 07. C 08. D 09. C 10. E 08) (UFRGS-RS) A isomerização de 1 mol de 1, 2 dicloro eteno foi realizada em um frasco fechado, obtendo-se os seguintes valores de conversão em função do tempo: Nos primeiros 10 minutos de reação a velocidade de isomerização em mol/min é: a) 8,00 x 10– 3. b) 1,00 x 10– 3. c) 9,00 x 10– 2. d) 1,00 x 10– 2. e) 1,25 x 103. 09) A decomposição da água oxigenada em determinadas condições experimentais produz 3,2 g de oxigênio por minuto. A velocidade de decomposição do peróxido em mol/min é: Dado: O = 16 u. a) 0,05. b) 0,10. c) 0,20. d) 1,70. e) 3,40. 10) Com relação à reação: 2 A + 3 B _ 2 C + D podemos afirmar que: a)os reagentes (A e B) são consumidos com a mesma velocidade. b)a velocidade de desaparecimento de A é igual à velocidade de aparecimento de C. c)a velocidade de aparecimento de D é três vezes maior que a velocidade de desaparecimento de B. d)os produtos (C e D) são formados com a mesma velocidade. e)a velocidade de desaparecimento de A é a metade da velocidade de aparecimento de D. Atualizada em 29/7/2011 Esta apostila é uma referência bibliográfica composta por coletânea de leis e textos para o aluno complementar suas anotações de aula. A apostila é de uso exclusivo de alunos matriculados na turma e não pode ser vendida separadamente ou copiada por terceiros. 9