16/05/2017 - 07 - cinética química

Ramo da química que estudas a velocidade
com que as reações se processam.
OXIDAÇÃO DO FERRO
EXPLOSÃO DA PÓLVORA
(OCORRE DE FORMA LENTA).
(OCORRE DE FORMA RÁPIDA).
É encontrada através da razão entre a
variação de uma quantidade pela variação
do tempo.
VM =
Δ QUANTIDADE
Δ TEMPO
01) (Covest – 2006) A reação de decomposição da amônia gasosa foi
realizada em um recipiente fechado:
2 NH3  N2 + 3 H2
A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em
função do tempo.
Concentração de NH3 em mol/ L
Tempo em horas
8,0
6,0
4,0
1,0
0,0
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.h
b) 2,0 mol / L.h
c) 10 km / h
d) 1,0 mol / L.h
e) 2,3 mol / h
Vm
=
4 mol / L
2h
= 2 mol / L . h
TEORIA DAS COLISÕES
Afinidade Entre Os Reagentes
Contato
Frequência Das Colisões
Energia De Ativação
Orientação Das Moléculas Nas Colisões
TEORIA DAS COLISÕES
H2
+
2 HI
I2
+
+
Absorve Energia
Complexo
Ativado
Libera Energia
COLISÃO EFETIVA
ENERGIA SUFICIENTE
E
ORIENTAÇÃO ADEQUADA
H2
+
I2
2 HI
COLISÃO NÃO EFETIVA
ENERGIA
INSUFICIENTE
H2
+
I2
H2
+
I2
COLISÃO NÃO EFETIVA
ORIENTAÇÃO
INADEQUADA
H2
+
I2
H2
+
I2
En (kJ)
En (kJ)
COMPLEXO
ATIVADO
∆H > 0
Sentido da Reação
∆H < 0
Sentido da Reação
ALTERANDO
A RAPIDEZ
DE UMA
REAÇÃO…
SUPERFÍCIE DE CONTATO
SUPERFÍCIE
DE CONTATO
COLISÕES
EFETIVAS
VELOCIDADE
TEMPERATURA
ENERGIA
CINÉTICA
TEMPERATURA
COLISÕES
EFETIVAS
VELOCIDADE
PRESSÃO
PRESSÃO
VOLUME
COLISÕES
EFETIVAS
VELOCIDADE
CONCENTRAÇÃO
CONCETRAÇÃO
COLISÕES
EFETIVAS
VELOCIDADE
CATALISADOR
En (kJ)
COMPLEXO
ATIVADO
I
II
Sentido da Reação
“Aumenta a
velocidade
da reação
diminuindo a
energia de
ativação”
01) A velocidade de uma reação química depende:
V
I.
Do número de colisões entre moléculas na unidade de tempo.
V
II. Da energia cinética das moléculas envolvidas na reação.
V
III.
Da orientação das moléculas.
Estão corretas as alternativas:
a) I, II e III.
b) somente I.
c) somente II.
d) somente I e II.
e) somente I e III.
02) O carvão é combustível constituído de uma mistura de compostos
ricos em carbono. A situação do combustível, do comburente e a
temperatura utilizada favorecerão a combustão do carbono com
maior velocidade, é, na ordem:
a) carvão em pedaços, ar atmosférico, 0°C.
b) carvão pulverizado, ar atmosférico, 30°C.
c) carvão em pedaços, oxigênio puro, 20°C.
d) carvão pulverizado, oxigênio puro, 100°C.
e) carvão em pedaços, oxigênio líquido, 50°C.
LEI DA VELOCIDADE
(LEI DE GULDBERG-WAAGE)
Para uma reação genérica:
aA + bB  cC + dD
Temos:
x
v = k [A]. [ B ]
y
LEI DA VELOCIDADE
(LEI DE GULDBERG-WAAGE)
x
v = k [A]. [ B ]
y
Onde X + Y = ordem da reação
“X e Y são determinados experimentalmente"
Reações Elementares
“Ocorrem em uma ÚNICA etapa”
aA + bB  cC + dD
Temos:
a
b
v = k [A]. [ B ]
En (kJ)
COMPLEXO ATIVADO
I
Sentido da Reação
Reações Não Elementares
“Ocorrem em DUAS OU MAIS etapas”
2A  A2
A2 + B  A2B
(etapa lenta)
(etapa rápida)
2 A + B  A2B
(reação global)
Temos:
v=k[A]
2
En (kJ)
Etapa lenta
Sentido da Reação
01) A reação A + 2 B  P se processa em uma única etapa. Qual a
velocidade desta reação quando K = 0,3 L/mol . min, [A] = 2,0 M e
[B] = 3,0 M ?
a) 5,4.
k = 0,3 L / mol . min
[ A ] = 2,0 M
b) 4,5.
c) 1,8.
[ B ] = 3,0 M
d) 18,0.
v = k [A] [B] 2
e) 54.
v = 0,3 x 2 x 3
2
v = 0,3 x 2 x 9
v = 5,4
02) (Unip-SP) A poluição é uma das causas da destruição da camada de ozônio.
Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de
nitrogênio com o ozônio:
2 NO2 (g) + O3 (g)  N2O5 (g) + O2 (g)
Essa reação ocorre em duas etapas:
I.
NO2 (g) + O3 (g)  NO3 (g) + O2 (g)
II. NO3 (g) + NO (g)  N2O5 (g)
(lenta)
(rápida)
Assinale a lei de velocidade para essa reação:
a) v = k [NO2] 2 [O3]
b) v = k [NO2] [O3]
c) v = k [NO3] [NO2]
d) v = k [NO2] [O3] + k’ [NO3] [NO2]
e) v = k [NO2] 2
03) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação:
2 NH3 (g)  N2 (g) + 3 H2 (g)
Duplicando-se a concentração molar de NH3, a velocidade da
reação ficará:
v = k [ NH3 ] 2
a) inalterada.
b) duas vezes maior.
c) três vezes maior.
d) quatro vezes maior.
e) seis vezes maior.
[ NH3 ] = x mol /L
v = k x 2
[ NH3 ] = 2x mol /L
v’ = k ( 2x ) 2
v’ = 4 k x 2
v’ = 4 v
04) Unisinos-RS) Na Química ambiental, que procura, entre outras coisas, avaliar
formas de atenuar a emissão de substâncias gasosas que depreciam a
qualidade do ar; a reação entre os gases monóxido de carbono e oxigênio,
para produzir dióxido de carbono, tem grande importância. A equação
representativa dessa reação é:
v1
2 CO (g) + O2 (g)
2 CO2 (g)
v2
Quando se duplicarem, simultaneamente, as concentrações molares de CO
e O2, efetuando a reação em sistema fechado, por quantas vezes ficará
multiplicada a velocidade da reação “v”?
v = k [CO]
a) 2.
b) 4.
2
[O2]
[CO] = x mol/L
[CO] = 2x mol/L
[O2] = y mol/L
[O2] = 2y mol/L
c) 8.
d) 16.
e) 32.
v=kx
2
y
2
v’ = k (2x) (2y)
2
v’ = 8 v
kx y
05) A tabela abaixo apresenta os valores das velocidades de reação e as
correspondentes concentrações em mol / L dos reagentes em idênticas
condições, para o processo químico representado pela equação:
3X + 2Y  Z + 5W
velocidade
[X]
[Y]
1
10
5
10
2
40
10
10
3
40
10
20
Pág. 44
Ex. 08
b
a
2
Qual a equação de velocidade desse processo?
a
b
40
40
k x 10 x 10
3
1
a
=
10
k
=
4
2
2
=
2
2
x
5
x
10
b
2
a
k
x
10
k
x
10
=
40
=
1
a
2
0
=
2
2
b = 0
a = 2
v = k [X]
v = k [X]
2
[Y]
0
ou
v = k [X]
2
b
b
[Y]
2
2
x
20
x
10
b
b
06) (Urca-CE) Dada a seguinte reação genérica “2 A + B  C” e o quadro cinético
abaixo:
Experiência
[A] mol/L
[B] mol/L
Velocidade (mol/L.s)
I
0,42
0,21
0,20
II
0,42
0,63
1,80
III
0,84
0,21
0,40
É correto afirmar:
a) é uma reação elementar.
v = k [A]
b) a ordem global da reação é 2.
c) a lei de velocidade é v = k[A]2[B].
x
[B]
y
v = k [A] [B] 2
d) a constante de velocidade é igual a 1.
e) a lei de velocidade é v = k[A][B]2.
x
y
1,80
2
k . (0,42) (0,63)
=
y
x
0,20
k
.
(0,42)
(0,21)
1
3
1
0,40
0,20
=
k . (0,84)
x
(0,21)
k . (0,42) x (0,21)
9 = 3
y
y
2 = 2
y
x
y=2
x=1
05) (Vunesp - Adaptada) A reação química global 2NO + Cl2 ↔ 2 NOCl ocorre em duas
etapas:
1ª etapa: NO + Cl2 → NOCl (rápida)
2ª etapa: NO Cl2 + NO → NOCl (lenta)
Na tabela são apresentados alguns valores experimentais dessa reação :
a
b
vv = k [ NO] [ Cl2 ]
1
2
[ NO ]
[ Cl2 ]
Velocidade
1
0,1
0,1
5 . 10-5
2
0,2
0,1
10 . 10-5
3
0,1
0,2
5 . 10-5
5 . 10-5
k
0,1
x
a
0,2
=
10 . 10-5
0,5
k
= 0,5
a
x
x
x
0,1
0,1
b
b
1
5 . 10-5
3
5 . 10-5
a
a = 1
x
1
0,1
x
0,1
k
x
1
0,1
x
0,2
=
= 0,5 b
1
0,5
0
= 0,5b
b = 0
1
0
v = k [NO] [Cl2]
ou
k
v = k [NO]
b
b