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Aula 6 – Cinética Química - Prova de Química - Comentada
Cinética Química
Velocidade das Reações
A velocidade média de consumo de um reagente ou
de formação de um produto é calculada em função
da variação da quantidade de reagentes e produtos
pela variação do tempo.
𝑣𝑚 =
Para calcularmos a velocidade média de uma reação
sem especificar formação ou consumo deste ou
daquele produto ou reagente, basta dividirmos a
velocidade média de consumo ou formação pelo
coeficiente estequiométrico apropriado. Para a
reação:
𝛥𝑄𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
𝛥𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜
O mais comum é representar as quantidades em
mol/L e indicá-las entre colchetes; mas elas
também podem ser representadas pela massa,
quantidade em mols, volume gasoso etc. O intervalo
de tempo pode ser representado por: segundos,
minutos,
horas
etc.
N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)
vm da reação =
Quando é calculada, a variação da quantidade
consumida (reagentes), esta será negativa, porque a
variação corresponde à quantidade final menos
inicial. Para evitar o surgimento de velocidade
negativa, usamos o sinal negativo na expressão ou a
variação em módulo, sempre que nos referimos aos
reagentes.
vm de consumo de H2 = −
∆[𝐻2 ]
∆𝑡
vm de formação de NH3 =
∆𝑡
𝑜𝑢
𝑜𝑢
=
𝑣𝐻 2
3
=
𝑣𝑁𝐻3
2
Exercícios Resolvidos
01. Dada a reação química:
2H2(g) + O2(g)  2H 2O(g)
N2(g) + 3H2(g)  2 NH3(g)
∆[𝑁2 ]
1
Observação – Neste caso, a quantidade que reage
ou que é formada não pode ser representada por
massa.
Exemplo:
vm de consumo de N2: =−
𝑣𝑁2
verificamos a seguinte variação da quantidade em
mols dos reagentes e produtos em função do tempo:
|∆[𝑁2 ]|
∆𝑡
|∆[𝐻2 ]|
∆𝑡
∆[𝑁𝐻3 ]
∆𝑡
Os reagentes são consumidos durante a reação e a
sua quantidade diminui com a variação do tempo,
enquanto os produtos são formados e suas
quantidades
aumentam
com
o
tempo.
Graficamente, podemos representar.
Tempo
(min)
0
4
0,6 mol
0,4 mol
0,5 mol
0,4 mol
0 mol
0,2 mol
8
12
0,3 mol
0,25 mol
0,35 mol
0,325 mol
0,3 mol
0,35 mol
2H2
+
O2

2 H2O
Podemos determinar a velocidade média desta
reação em função:
a) do consumo de H2;
b) do consumo de O2;
c) da formação de H2O.
Resolução
a) Determinação da velocidade média da reação em
função do H2, no intervalo entre 0 e 8’.
Δt = 8’
|∆𝑛| = |0,3 − 0,6| = 0,3 𝑚𝑜𝑙
𝑣=
Com relação à velocidade média de consumo ou
formação, podemos dizer que diminuem com o
passar do tempo, porque a quantidade que reage
torna-se cada vez menor.
∆𝑛
0,3
=
= 0,0372 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 /𝑚𝑖𝑛
∆𝑡
8
b) Determinação da velocidade média da reação em
função do O2, no mesmo intervalo de tempo (entre
0 e 8’).
Δt = 8’
|∆𝑛| = |0,35 − 0,5| = 0,15 𝑚𝑜𝑙
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∆𝑛
0,15
𝑣=
=
= 0,01875 𝑚𝑜𝑙 𝑂2 /𝑚𝑖𝑛
∆𝑡
8
𝑣𝐴 = −
c) Determinação da velocidade média da reação em
função da H2O, no intervalo entre 0 e 8’.
Δt = 8’
|∆𝑛| = |0,3 − 0| = 0,3 𝑚𝑜𝑙
𝑣=
– 4 a 6 min
𝑣𝐴 = −
∆𝑛
0,3
=
= 0,0375 𝑚𝑜𝑙 𝐻2 𝑂/𝑚𝑖𝑛
∆𝑡
8
+
O2

1.
2 H2O
Velocidade
média
(mol/min)
0,0375
0,01875
0,0375
proporção
2
1
2
Logo, se determinarmos a velocidade média da
reação em função de um dos componentes,
automaticamente saberemos a velocidade em
função de seus outros componentes.
02. Em uma determinada experiência, a reação de
formação do NH3 está ocorrendo com o consumo de
6 mols de hidrogênio por minuto. Qual é a
velocidade de consumo do nitrogênio, na mesma
reação, em mols por minuto?
3 H2 + N2  2 NH3
3 mol –-- 1 mol
6 mol/min --- x  x = 2 mol/min
[A]
[B]
[C]
[D]
[E]
03. Considere a reação genérica A + B  C.
Medindo-se a concentração em mol/L de A em
diversos instantes, foram obtidos os seguintes
resultados.
Resolução
𝑣𝐴 = −
<
<
<
<
<
t2 <
t4 <
t2 <
t2 <
t3 <
t3 <
t2 <
t1 <
t3 <
t4 <
t4.
t1.
t4.
t1.
t2.
Para uma reação qualquer, quanto maior a
temperatura, mais rápida é a reação e,
para uma mesma temperatura, a reação
catalisada é mais rápida, pois, o
catalisador diminui a energia de ativação,
logo, a ordem decrescente em relação à
velocidade é v1 < v2 < v4 < v3, então, a
ordem decrescente em relação ao tempo
de reação, será: t3 < t4 < t2 < t1.
Calcule a velocidade média de consumo de A nos
intervalos de tempo entre 0 e 2 minutos; 2 e 4
minutos e 4 e 6 minutos.
– 0 a 2 min
t1
t3
t3
t4
t1
Resp.: opção [B]
Tempo (min)
0
2
4
6
𝑣𝐴 = −
[EsPCEx-2012] A água oxigenada ou solução
aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2) é
uma espécie bastante utilizando no dia a
dia na desinfecção de lentes de contato e
ferimentos. A sua decomposição produz
oxigênio gasoso e pode ser acelerada por
alguns fatores como o incremento da
temperatura e a adição de catalisadores.
Um estudo experimental da cinética da
reação de decomposição da água oxigenada
foi realizado alterando-se fatores como a
temperatura e o emprego de catalisadores,
seguindo as condições experimentais
listadas na tabela a seguir:
Analisando os dados fornecidos, assinale a
alternativa correta que indica a ordem
crescente dos tempos de duração dos
experimentos.
Resolução
[A]
2,0
1,2
0,7
0,4
(0,4 − 0,7)
= 0,15 𝑚𝑜𝑙/𝑚𝑖𝑛
6−4
Observação – note que a velocidade diminui com o
tempo.
Com base nos resultados, podemos observar que a
velocidade da reação, num mesmo intervalo de
tempo, obedece à proporção dos coeficientes da
reação.
2H2
(0,7 − 1,2)
= 0,25 𝑚𝑜𝑙/𝑚𝑖𝑛
4−2
∆[𝐴]
∆𝑡
(1,2 − 2,0)
= 0,4 𝑚𝑜𝑙/𝑚𝑖𝑛
2−0
– 2 a 4 min
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2.
[EsPCEx-2011] Os dados da tabela abaixo,
obtidos experimentalmente em idênticas
condições, referem-se à reação:
II. Falsa.
Como calculado acima, v =
k[A]2.[B]0 ou v = k [A]2.
III. Correta. Conforme explicação acima.
IV. Correta. Conforme explicações acima.
V. Falsa.
Pela equação da velocidade
percebe-se que a ordem da reação em
relação a B é zero, pois está elevado ao
expoente zero.
3A + 2B C + 2D
3.
Baseando-se na tabela, são feitas as seguintes
afirmações:
I.
II.
III.
IV.
V.
A reação é elementar.
A expressão da velocidade da reação é
v=K·[A]3·[B]2.
A expressão da velocidade da reação é
v=K·[A]2·[B]0.
Dobrando-se a concentração de B, o valor
da velocidade da reação não se altera.
A ordem da reação em relação a B é 1 (1ª
ordem).
(Referência: adaptado de Usberco e Salvador,Química, vol
2, FTD, SP, pág 377, 2009.)
Baseado no texto acima, a alternativa que
justifica corretamente a ação química dessas
enzimas é:
Das afirmações feitas, utilizando os dados
acima, estão corretas apenas:
[A]
[B]
[C]
[D]
[E]
[A] As enzimas atuam como inibidoras da
reação, por ocasionarem a diminuição
da energia de ativação do processo e,
consequentemente,
acelerarem
a
reação entre o açúcar e o oxigênio.
[B] As enzimas atuam como inibidoras da
reação, por ocasionarem o aumento da
energia de ativação do processo e,
consequentemente,
acelerarem
a
reação entre o açúcar e o oxigênio.
[C] As enzimas atuam como catalisadores da
reação, por ocasionarem o aumento da
energia de ativação do processo,
fornecendo mais energia para o
realização da reação entre o açúcar e o
oxigênio.
[D] As enzimas atuam como catalisadores da
reação, por ocasionarem a diminuição
da energia de ativação do processo,
provendo rotas alternativas de reação
menos energéticas, acelerando a reação
entre o açúcar e o oxigênio.
[E] As enzimas atuam como catalisadores da
reação, por ocasionarem a diminuição
da energia de ativação do processo ao
inibirem a ação oxidante do oxigênio,
desacelerando a reação entre o açúcar e
o oxigênio.
I e II.
I, II e III.
II e III.
III e IV.
III, IV e V.
Resp.: opção [D]
Considerando a equação da velocidade
de reação: v = k[A]x.[B]y e analisando-se as
experiências, temos:



[EsPCEx-2014] “Uma amostra de açúcar
exposta ao oxigênio do ar pode demorar
muito tempo para reagir. Entretanto, em
nosso organismo, o açúcar é consumido em
poucos segundos quando entra em contato
com o oxigênio. Tal fato se deve à
presença de enzimas que agem sobre as
moléculas do açúcar, criando estruturas
que reagem mais facilmente com o
oxigênio ...”.
Experiências 1 e 2: mantendo-se a
concentração de B constante e dobrando-se
a concentração de A, a velocidade
quadriplica, logo: 4 = 2x  x = 2
Experiências 2 e 4: mantendo-se a
concentração de A constante e dobrando-se
a concentração de B, a velocidade não se
altera, logo: 1 = 2x  x = 0
Então, a equação da velocidade da reação é:
v = k[A]2.[B]0
I. Falsa. A reação não é elementar, pois
pela tabela chegamos a equação da reação
como sendo
v = k[A]2.[B]0. Se fosse
elementar, a equação da velocidade seria v
= k [A]3.[B]2, ou seja, os coeficientes da
reação
seriam
os
expoentes
das
concentrações dos reagentes.
Resp.: opção [D]
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4.
EsPCEx–1990: Num laboratório observou-se
que a velocidade de formação dos produtos
através da reação
A(g) + 3B(g) → produtos,
é independente da concentração de A e fica
8 (oito) vezes maior quando dobramos a
concentração de B.
6.
I.
II.
III.
Determine a expressão da velocidade da
reação, admitindo-se que K é a constante de
velocidade específica.
a)
b)
c)
d)
V
V
V
V
=
=
=
=
EsPCEx – 2001: No processo industrial da
produção de uma substância F, onde a
energia total dos produtos é menor do que
a da matéria prima A, são necessárias
várias etapas, como descritas nas equações
abaixo.
B
B + C  D + E (lenta)
E + A  2F
O gráfico “energia ‘versus’ caminho da
reação” que melhor representa o processo
global da produção de F é:
K[A].[B]3.
K[A]3.[B].
K[A].
K[B]3.
Resp:[D] Solução:
v = k.[A]a.[B]b
v é independente da concentração de A,
então a = 0, logo [A]o = 1  v = k.[B]b
Ao dobrarmos a concentração de B, a
velocidade 8 vezes maior, então,
v1 = k.[B1]b
(B1 = 2B e v1 = 8v)
v1 = k.[B1]b
8v = k.[2B]b
8v = k.[B]b.2b, então: 8 = 2b  b = 3
v = k.[B]3
5.
Resp: [A] Solução:
EsPCEx–1991:
Em
determinada
experiência, a reação de combustão total
do álcool etílico está se processando numa
velocidade de 1,0 mol/min. Portanto, a
velocidade de formação do CO2, nestas
condições, em mol/min, é:
a)
b)
c)
d)
Sendo a energia total dos produtos é
menor do que a da matéria prima, a
reação apresentada é um processo
exotérmico (Hp
<
HR), pois ocorreu
liberação de energia.
A reação II é a etapa mais lenta do
processo, então, precisa de maior energia
de ativação.
Analisando os gráficos, verifica-se que os
itens A, C e E satisfaz, porém, o item A é o
único em que a reação é exotérmica, sendo
a única correta.
0,5.
1,0.
2,0.
3,0.
Resp: [C] Solução:
Reação de combustão do álcool etílico:
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O
7.
vR = v(CO2)/2
v(CO2) = 2.vR = 2x1,0 = 2,0 mol/min
EsPCEx – 2001: Com base nas equações da
questão anterior, são feitas as seguintes
afirmações:
I. E é o complexo ativado da reação.
II. A e B são apenas os reagentes do
processo industrial.
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x = 60 mol/s
III. A expressão da velocidade é dada por v
= K[C].[A]2.
IV. A equação global é 2A + C  2F + D.
Está(ão)
correta(s)
afirmativa(s):
a)
b)
c)
d)
e)
apenas
Cálculo do nº mol existente em 42 g d N2
formado:
1 mol N2 ----- 28 g (massa molar do N2)
x
----- 42 g  x = 1,5 mol
a(s)
Cálculo do tempo:
60 mol ----- 1 s
1,5 mol ----- x  x = 0,025 s
II e III.
I e IV.
IV.
III.
II e IV.
9.
Resp: [A] Solução:
I. Errado, pois a Energia de Ativação é a
energia necessária para a iniciar a
reação, ou seja, o quanto aumenta em
relação à energia dos reagentes.
II. Correto. Eles são utilizados como
reagentes, mas não são formados em
nenhuma reação.
III. Errado. A reação mais lenta determina a
velocidade do processo. A reação mais
lenta é B + C → D + E 
v
=k[B].[C]
IV. Errado. A equação global é: A + 2B + C
→ D + 2F
8.
Sobre esses processos de transformação, são
feitas as seguintes afirmações:
I.
a reação catalisada possui uma única
etapa;
II. a variação da entalpia é igual a 32;
III. as reações são exotérmicas;
IV. a reação não catalisada possui um
complexo ativado.
EsPCEx–2001:
O airbag, dispositivo de
segurança usado em automóveis, é inflado
pelo gás nitrogênio produzido segundo a
reação:
É correto o que se afirma apenas em:
6NaN3(l) + 2Fe2O3(s) → 3Na2O2(s) + 4Fe(s) +
9N2(g)
a)
b)
c)
d)
e)
No caso da expansão desse equipamento se
completar em 42,0 g de gás nitrogênio, e da
velocidade de consumo do nitreto ser de 20
mol/s, o tempo em segundos necessário
para a referida expansão será:
a)
b)
c)
d)
e)
EsPCEx – 2003: As quantidades de energia
envolvidas nos processos de transformação
de um alceno em alcano, com e sem
catalisador, encontram-se representadas
no gráfico abaixo.
I e II.
I e IV.
II, III.
II e IV.
III e IV.
Resp: [E] Solução:
0,025.
0,075.
0,09.
0,05.
0,06.
I. Errado. A reação catalisada tem
menores energia de ativação e, essa
reação corre em várias etapas, devido
ter várias energias de ativação (picos);
II. Errado. ΔH = HP – HR = (-84) – (+52) = 136
III. Correto. HP < HR
IV. Correto. A reação não catalisada tem
apenas um pico.
Resp: [A] Solução:
Cálculo da velocidade de formação do N2
6 NaN3 .......... 9N2
6mol
------- 9 mol
20mol/s ----x
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10. EsPCEx – 2008:
Em um conversor
catalítico, usado nos automóveis para
reduzir a emissão de poluentes, os gases
resultantes da combustão do motor e o ar
passam por substâncias catalisadoras, que
aceleram a transformação de CO em CO2 e
a decomposição de óxidos de nitrogênio em
N2 e O2.
11. EsPCEx – 2008: A tabela abaixo indica
valores das velocidades da reação (v)em
três experimentos e as correspondentes
concentrações em mol/L dos reagentes X e
Y em idênticas condições.
Em relação às substâncias citadas no texto é
correto afirmar que:
O processo químico é representado pela
equação abaixo, na qual a,b e c
representam seus coeficientes.
aX + bY  cZ
A equação da velocidade desse processo
é:
a) catalisadores são substâncias que
iniciam as reações que, sem eles, não
seriam possíveis e o gás carbônico é um
dos causadores do efeito estufa.
b) catalisadores propiciam à reação um
mecanismo alternativo com menor
energia de ativação e o monóxido de
carbono é um óxido ácido responsável
pela chuva ácida.
c) catalisadores são substâncias que
participam das etapas intermediárias
das
reações,
sendo
recuperados
integralmente no final do processo e o
gás oxigênio é o composto mais
abundante no ar atmosférico.
d) catalisadores são substâncias que
aumentam a velocidade das reações,
sem, no entanto, delas participarem,
provocando apenas a diminuição da
energia de ativação e o gás nitrogênio é
um substância tóxica, em qualquer
concentração.
e) catalisadores são substâncias que
participam das etapas intermediárias
das reações, provocando um aumento da
velocidade,
em
conseqüência
da
diminuição da energia de ativação e o
gás carbônico é um dos responsáveis
pela chuva ácida.
a)
b)
c)
d)
e)
v
v
v
v
v
=
=
=
=
=
k.[X]2.[Y].
k.[X].[Y]2.
k.[X].
k.[X].[Y].
k.[Y].
Resp: [B] Solução:
Equação geral da velocidade: v = k[X]a.[Y]b
No experimento 1, temos: 0,3 =
k(0,1)a.(0,1)b
No experimento 2, temos: 0,6 =
k(0,2)a.(0,1)b
No experimento 3, temos: 2,4 =
k(0,2)a.(0,2)b
Dividindo-se (1) por (2), temos:
Dividindo-se (1) por (2), temos:
Resp: [E] Solução:
Então a equação geral da velocidade é:
a) Errado, porque não é necessário utilizar
catalisadores para iniciarem as reações.
b) Errado, porque o CO não é responsável
pela chuva ácida, pois não reage com
água (é um óxido neutro), ou seja, não
forma ácido.
c) Errado, porque o gás oxigênio não é o
mais abundante na atmosférica e sim o
gás nitrogênio.
d) Errado, porque o gás nitrogênio não é
uma substância tóxica.
e) Correto.
0,3
0, 6
v = k[X].[Y]2
12. EsPCEx – 2009: Considere a sequência de
reações associadas ao processo de oxidação
do dióxido de enxofre.
ETAPA 1: SO2(g) + NO2(g)  SO3(g) + NO(g) LENTA
ETAPA 2: 2 NO(g) + O2(g)  2NO2(g) RÁPIDA
A alternativa que apresenta corretamente o
catalisador e a expressão da lei da
velocidade
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para a reação global é:
a)
b)
c)
d)
e)
catalisador
catalisador
catalisador
catalisador
catalisador
14. Dada a reação: 3A + 2B  C, em que a
ordem de cada reagente coincide com o
seu coeficiente.
NO e v = k.[SO]2.[O2].
NO2 e v = k.[SO2]2.[O2].
NO2 e v = k.[SO2].[NO2].
NO e v = k.[SO2].[NO2].
O2 e v = k.[SO2].[NO2].
a) de quantas vezes a velocidade será
aumentada se duplicarmos apenas a
concentração de A?
b) de quantas vezes a velocidade será
aumentada se duplicarmos somente a
concentração de B?
c) de quantas vezes a velocidade será
aumentada
se
duplicarmos
simultaneamente as concentrações de A
e B?
Resp: [D] Solução:
O catalisador é o NO, pois, ele é obtido na
1ª etapa e utilizado na ª etapa, não
participando da reação.
A velocidade da reação é determinada pela
reação da etapa mais lenta, ou seja, da
etapa 1: v = k[SO2].[NO2]
Resolução:
13. EsPCEx – 2010:
balanceada:
Considere a equação
a) [A] = x
Admita a variação de concentração em mol
por litro (mol·L-1) do monóxido de
nitrogênio (NO) em função do tempo em
segundos (s), conforme os dados, da tabela
abaixo:
0
0
0,15
180
0,25
360
0,31
540
A velocidade da reação aumentará 8
vezes.
b) [A] = x
[B] = y
v1 = K · x3 · y2
v2 = K · x3 · (2y)2 = 4.K.x3.y2
v2= 4.v1
A velocidade aumentará 4 vezes.
0,34
720
A velocidade média, em função do
monóxido de nitrogênio (NO), e a
velocidade média da reação acima
representada, no intervalo de tempo de 6 a
9 minutos (min), são, respectivamente, em
mol·L-1·min-1:
a)
b)
c)
d)
e)
-2
2·10
5·10-2
3·10-2
2·10-2
2·10-3
e
e
e
e
e
v1 = K.[A].[B]2
v1 = K.x3.y2 = K.(2x)3.y2 = K.23.x3.y2
v2 = 8.K.x3.y2
v2 = 8.v1
4 NH3 + 5 O2 → 4 NO + 6 H2O
[NO] (mol.L-1)
Tempo (s)
[B] = y
c) v1 = K · x3 · y2
v1 = K · (2x)3 · (2y)2 = 32.K.x3.y2
v2 = 32.v1
A velocidade aumentará 32 vezes.
-3
5·10 .
2·10-2.
2·10-2.
2·10-3.
8·10-2.
Resp:[A] Solução:
6 min = 360 s  [NO] = 0,25
9 min = 540 s  [NO] = 0,31
Cálculo da velocidade de NO: v = Δ[NO]/
Δt = (0,31 – 0,25)/(540 – 360) = 0,02 =
2.10-2
Cálculo da velocidade da reação:
vR = vNO/4 = 0,02/4 = 0,005 = 5.10-3
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