lista de exercícios 2- qmc- 5401- (2004)

LISTA DE EXERCÍCIOS 2- QMC- 54011-Quando a decomposição do composto A em solução aquosa 1M foi seguida a 30ºC,
verificou-se que sua concentração decrescia 20% em 10 minutos. Calcular a constante de
velocidade da reação assumindo que ela obedece à cinética de: a) ordem zero b) 1º ordem
c) 2º ordem. (R= a) 0,02 M. min-1; b) 0,0223 min-1; c) 0,025 M-1min-1)
2-A constante de velocidade de segunda ordem para a reação CH3COOC2H5(aq) + OH-(aq)
 CH3CO2-(aq) + CH3CH2OH(aq) é 0,11 L mol-1 s-1. Qual é a concentração do éster após
(a) 15 s (b) 15 min, quando se adiciona acetato de etila ao hidróxido de sódio de forma que
as concentrações iniciais são [NaOH]= 0,055 mol L-1 e [CH3COOC2H5]=0,150 mol L-1. (R=
a=0,138 M e b=0,095 M)
3- Uma reação 2A  P tem lei de velocidade de segunda ordem, com k=1,24 L mol-1 s-1.
Calcule o tempo necessário para que a concentração de A varie de 0,260 mol l-1 para 0,026
mol L-1. (R= 27,9 s)
4- A meia-vida para o decaimento radioativo (num processo de 1ª ordem) do 14C é 5730
anos (ele emite raios β com uma energia de 0,16 MeV). Uma amostra arqueológica contém
madeira onde está presente somente 69% do 14C encontrado em árvores vivas. Qual a
idade da amostra? (R=3060,3 anos)
5-- Uma determinada substância degrada em solução obedecendo a uma cinética de ordem
zero. Sabendo-se que o t1/2 é de 12 horas, quando a concentração inicial for de 1,5 M,
calcular a constante de velocidade e o tempo que levaria uma concentração inicial de 0,35
M para se reduzir em 10%. (R=k= 0,0625 M.h-1; t= 0,56 horas)
6-Os seguintes dados de velocidade inicial foram obtidos para a velocidade de ligação da
glicose à proteína hexoquinase (obtida da levedura) presente na concentração de 1,34 mmol
L-1. Qual é (a) a ordem da reação em relação à glicose, (b) a constante de velocidade?
(R=n=1; kobs= 0,00478 ou k=3,576 M-1 t-1)
[C6H12O6]/(mmol L-1)
Vo/(mol L-1s-1)
1,00
5,0
1,54
7,6
3,12
15,5
4,02
20,0
7-A cinética de decomposição de um fármaco em solução aquosa foi estudada usando uma
série de soluções de diferentes concentrações iniciais, Co. A tabela abaixo contém os
valores determinados para os tempos de meia vida, para cada solução. Determine a ordem
da reação e calcule a constante de velocidade. (R= n=2; k= 2,46x10-3 M-1 h-1)
Co, M
4.625
1.698
0.724
0.288
t1/2 , h
87.17
240.1
563.0
1414.4
8- A constante de velocidade de uma reação aumenta por um fator de 1,23 quando a
temperatura aumenta de 20 0C para 27 0C. Qual a energia de ativação da reação?( R=Ea=
4,2 Kcal/mol)
9- Baseado em experimentos cinéticos, um mecanismo proposto para a oxidação do íon
iodeto pelo íon hipoclorito em solução aquosa é:
passo 1: ClO- + H2O
HClO + OH- (rápida)
passo 2:
I- + HClO
passo 3: HIO + OH-
HIO + Cl- (lenta)
IO- + H2O (rápida)
Escreva a lei de velocidade sugerida por este mecanismo
10- O mecanismo para uma reação selecionada é:
2A
B
B+ C
D
a) Escreva a equação diferencial para o desaparecimento de A
b)Escreva a eq. diferencial para o aparecimento de B
c) Escreva a eq. diferencial para o aparecimento de D.
11- No exercício anterior, se a etapa lenta fosse: (B+ C  D) Poderíamos aplicar a
hipótese do estado estacionário para o intermediário B? Justifique
12- Uma determinada reação de decomposição de um fármaco segue cinética de Segunda
ordem. Uma concentração inicial de 0,05 M reduz-se a 80% deste valor em 5 minutos. Qual
a constante de velocidade e qual o t1/2 ? (R= k= 1 M-1 min-1)
13- A constante de velocidade de decomposição do azoisopropano a 270oC é 2,06x10-3 s-1.
Calcule.
a)A percentagem de amostra original decomposta após 20 segundos. (R= 4 %)
b) O tempo necessário para que 95% da amostra se decomponha. (R=t= 1454,37 s)
14-A velocidade inicial, vo, de uma reação catalisada por um composto sintético que
mimetiza uma determinada enzima foi medida para várias quantidades diferentes do
substrato específico dessa enzima, com a concentração do composto (enzima) de 12,5
mol L-1, e os seguintes resultados foram obtidos:
[S]/(mmol L-1)
Vo/(mol L-1s-1)
1,0
1,1
2,0
1,8
3,0
2,3
4,0
2,6
5,0
2,9
Determine a constante de Michaelis-Menten, a velocidade inicial máxima da reação e a
constante de velocidade específica da enzima (k). (R=Km=3,45 mM; Vmax= 4,9 mol L-1s-1;
k=0,39 s-1)
15- Os seguintes resultados foram obtidos quando a velocidade de uma enzimólise foi
acompanhada (a) sem a presença de um inibidor, (b) com um inibidor na concentração de
15 mol L-1. A inibição é competitiva ou não competitiva? (R= inib. Não competitiva)
[S]/( 10 4mol L-1)
Vo/(mol L-1s-1) (a)
Vo/(mol L-1s-1) (b)
1,0
0,49
0,27
3,0
0,95
0,52
7,0
1,3
0,71
12,0
1,5
0,81
18,0
1,6
0,86
16- Uma pirofosfatase presente na batata catalisa a hidrólise de pirofosfato inorgânico em
pH 5,3. Os seguintes valores de Vmax foram determinados a diferentes temperaturas com
uma preparação parcialmente purificada desta enzima:
Temperatura (0C)
15
25
35
40
6.53
10.47
16.79
20.65
Vmax. (mol/min)
Calcular o valor de energia de ativação da reação catalisada por enzima e compará-lo com
o valor correspondente de energia de ativação para a hidrólise não catalisada de pirofosfato,
que é igual a 29 Kcal/mol. (R= Ea= 8,3 Kcal/mol)
17- O Objetivo do estudo da estabilidade dos medicamentos é procurar saber porque e
como se alteram os princípios ativos que compõe o medicamento.
Processos de alteração dos medicamentos
a)causas externas: temperatura, umidade; gases; luz
b)causas internas: pH do meio; qualidade do recipiente de armazenagem; impurezas.
As alterações na composição de um dado componente do medicamento pode acarretar: perda total /parcial de sua atividade - formação de produtos tóxicos...
Processos químicos que podem alterar os medicamentos:
a)alteração por hidrólise; grupos funcionais que podem sofrer hidrólise em meio aquoso;
(fatores que minimizam a hidrólise: pH; solvente; tensoativos; temperatura...);b)
Racemização.- Perda da atividade ótica sem modificação em sua constituição química.( As
substâncias levógeras de um modo geral, apresentam maior atividade terapêutica que as
dextrógeras. Fatores que afetam a racemização: temperatura, pH do meio.); c)oxidação;
e)decomposição fotoquímica...
ETAPAS NECESSÁRIAS PARA O CÁlCULO DO PRAZO DE VALIDADE DE UM
MEDICAMENTO
I) Determinação da ordem da reação de degradação e a constante de velocidade (k), em
várias temperaturas e principalmente na temperatura de armazenagem (25oC).
II) Determinação da energia de ativação
III) Cálculo do prazo de validade. O prazo de validade é o período máximo durante o quall o
medicamento. Após a sua preparação, não apresentar uma decomposição das substâncias
ativas maior de 10%-15%, quando mantido em determinadas condições de armazenagem.
Considerando os ítens acima, calcule o prazo de validade da preparação contendo
adrenalina, a partir dos dados obtidos no estudo de estabilidade relatados a seguir.
A preparação em estudo era constituída por uma solução aquosa (injetável) de adrenalina,
na qual se usou NaCl como isotonizante e sulfito de sódio como anti-oxidante (redutor).
Em estufas termoreguladas, aqueceram-se amostras do preparado às temperaturas de 50 e
70 º C, durante 54 dias. A intervalos regulares determinou-se o teor de adrenalina ainda não
degradada e os resultados dos doseamentos que se efetuaram estão indicados na tabela
abaixo.
Tab.- Variação do teor de adrenalina em amostras de solução aquosa injetável (C o = 102,9
mg%) aquecidas a 50 e 70º C.
500C
700C
Dias
C(mg%)
C(mg%)
7
101,5
92,1
28
98,6
69,1
35
97,1
62,6
49
95,7
53,9
54
92,8
45,3
(R= Prazo de validade =- 1156,84 dias ou 38,56 meses ou 3,2 anos)