A velocidade média de decomposição de H2O2 expressa em g min no intervalo de 0 a 4 minutos

Em uma reação de decomposição de água oxigenada (peróxido de hidrogênio), observou-se a seguinte variação da massa de água oxigenada em função do tempo: 

Calcular a velocidade média de decomposição da água oxigenada, nessa reação, no intervalo de 2 ~ 4 minutos. 

Solução:

Sabemos que:

Portanto, 

A cronometragem de uma reação de saponificação do acetato de etila

revelou os seguintes resultados:

Calcular as velocidades médias, dessa reação, em cada um dos intervalos mencionados.  O que se pode concluir desses resultados?

Solução:

Para cada intervalo de tempo vale a relação:

Resumindo temos,

Podemos observar que a velocidade média diminui com o tempo. 

Na decomposição de água oxigenada, em certas condições experimentais, produz-se oxigênio à razão de 1,6 g/min. Calcular a velocidade dessa reação em moles de água oxigenada por hora (H=1, O=16).

Solução:

Escrevendo a equação de decomposição:

Resposta: Velocidade da reação é 6 moles de água oxigenada por hora.

Dada a reação química X + Y → Z, se duplicarmos, simultaneamente, as concentrações de X e Y e mantivermos todos os fatores físicos constantes; o que acontece com a velocidade da reação?

Solução:

Sabemos que a velocidade de uma reação é proporcional às concentrações molares dos reagentes, elevadas a expoentes iguais aos seus coeficientes na equação química correspondente.

Logo, duplicando a concentração de X e Y, temos:

A reação 

está se processando num recipiente fechado, e em condições tais que sua velocidade obedece a equação

Calcular a variação da velocidade da reação quando duplicarmos as concentrações molares de nitrogênio e do hidrogênio e mantendo todas as demais condições constantes.

Solução:

1) Cinética química estuda a velocidade das reações químicas;

2) Velocidade média de uma reação química é o quociente entre a variação do número de moles de um dos participantes da reação pela variação do tempo; em geral, a velocidade é definida para os reagentes e, por isso, representada pela fórmula:

3) Velocidade instantânea é o limite da velocidade, quando o intervalo de tempo tende à zero;

4) A velocidade das reações pode ser medida por processos químicos e físicos, sendo preferíveis os físicos;

5) No estudo da velocidade das reações destacam-se as teorias das colisões e do complexo ativado;

6) Tudo indica que o número de choques é fundamental na determinação da velocidade de uma reação; então, torna-se importante levar em conta as seguintes características dos “choques”: Freqüência dos choques, energia (violência) dos choques e  orientação apropriada das moléculas no instante do choque;

7) O estado particular dos reagentes inclui muito na velocidade das reações; neste particular devemos levar em conta: estado físico, estado nascente dos gases, estado cristalino dos sólidos e o fato de estar ou não em solução, pois tudo isto influi na subdivisão das partículas reagentes, facilitando ou dificultando o contato entre as mesmas;

8) Um aumento de temperatura sempre provoca um aumento na freqüência dos choques e na energia (violência) dos choques entre as moléculas, acarretando sempre um aumento na velocidade das reações.  Em geral o aumento de temperatura aumenta a velocidade das reações endotérmicas e das reações exotérmicas;

9) Energia de ativação é a energia necessária para as moléculas atingirem o estado ativado, onde se forma o complexo ativado;

10) Além do calor, outras formas de energia que podem influir na velocidade das reações são a eletricidade e a luz;

11) Aumentando a concentração dos reagentes iremos aumentar a freqüência dos choques entre as moléculas e, consequentemente, a velocidade da reação irá aumentar. Este fato é traduzido pela fórmula geral:

que representa a Lei da ação das massas ou Lei de Guldberg-Waage

12) Quando uma reação ocorre em várias etapas, a velocidade global dependerá da etapa mais lenta, que é denominada etapa determinante da velocidade da reação;

 13) Um catalisador aumenta a velocidade da reação e não é consumido; um inibidor diminui a velocidade da reação e é consumido;

14)  Os principais mecanismos da catálise são:

            a) Formação de um composto intermediário;

            b) Adsorção dos reagentes (adsorção = processo pelo qual   átomos, moléculas ou íons são retidos (fixados) na superfície de sólidos através de interações de natureza química ou física);

15) Os principais catalisadores são: metais, óxidos metálicos, ácidos, bases, substâncias que se oxidam e reduzem facilmente.

A concentração [A], expressa em mol/ℓ de uma substância A que, em meio homogêneo, reage com outra B, segundo a equação A + B à C + D, varia com o tempo t segundo a lei: [A] = 5 – 0,2t – 0,1t², com t medido em horas.  Qual a velocidade média dessa reação entre os instantes t1 = 1h e t2 = 2h?

Solução: 

Resposta: vm = 0,5 mol/ℓ.h

Em determinada experiência, a reação de formação de água está ocorrendo com o consumo de 4 mols de oxigênio por minuto. Qual é a velocidade de consumo de hidrogênio?

Solução:

Assinale as opções corretas:

01. O catalisador afeta a velocidade de uma reação porque aumenta o número de moléculas com energia cinética maior ou igual à energia de ativação da reação.

02. A temperatura afeta a velocidade de uma reação porque muda a energia de ativação da reação.

04.  A concentração dos reagentes afeta a velocidade de uma reação porque há alteração no número de colisões  efetivas.

08.  Uma reação ocorre quando há colisão efetiva entre as moléculas reagentes, numa orientação apropriada.

EX-10 (UF Ouro Preto – 2010)

O óxido nítrico é um poluente atmosférico que pode ser reduzido na presença de hidrogênio, conforme a seguinte equação:

A velocidade inicial de formação de N2 foi medida para várias concentrações iniciais diferentes de NO e H2, e os resultados são os seguintes:

Fazendo uso desses dados, determine:

a) a equação de velocidade para a reação; b) o valor da constante de velocidade da reação;

c) a velocidade inicial da reação quando [NO]= 0,5 mol/ℓ e [H2]= 1,0 mol/ℓ.

Solução:

a)

Analisando a tabela observa-se que da experiência 2 para a experiência 1 a concentração de NO ([NO]) dobra, a concentração de H2 [H2] é constante  e a velocidade da reação quadruplica, isto significa que: [NO]² .

Novamente, na tabela, observa-se que da experiência 2 para a experiência 3 a concentração de H2 ([H2]) dobra, a concentração de NO ([NO]) é constante e a velocidade da reação também dobra, isto significa que: [H2]1.

Logo:  Podemos concluir que a equação de velocidade da reação é:

b)

Utilizando os dados da experiência 1:

c)

[NO]= 0,5 mol/ℓ e [H2]= 1,0 mol/ℓ.

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