Cinética Química: Lei da velocidade e ordem de reação (EXERCÍCIOS)

OI, meus apaixonados por conhecimento, como vcs estão? Td beleza?

Demorei, mas voltei, e como o fim do ano tá chegando, e com ele as provas, nada melhor do que investirmos em um monte de exercícios, ainda mais de cinética, que despenca nos vestibulares!! Mas vai ser sussa, prometo =)

Questão 1

(Fuvest) Em solução aquosa ocorre a transformação:

Em quatro experimentos, mediu-se o tempo decorrido para a formação de mesma concentração de I2, tendo-se na mistura de reação as seguintes concentrações iniciais de reagentes:

Esses dados indicam que a velocidade da reação considerada depende apenas da concentração de:

a) H2O2‚ e I-
b) H2O2 e H+
c) H2O2
d) H+
e) I-

 

Resolução

No post anterior vimos que a equação de velocidade de uma reação (lei de velocidade) pode ser obtida experimentalmente pela comparação entre a variação de um reagente e a consequente variação na velocidade da reação. Vamos montar a equação da velocidade para a reação acima  substituindo os expoentes pelas letras a, b e c:

Se analisarmos a tabela dada no enunciado, podemos observar como a velocidade da reação se comporta de acordo com a variação na concentração de cada reagente se compararmos dados em que a concentração de um dos reagentes permanece constante enquanto o outro varia. Desta forma, podemos encontrar os valores das incógnitas acima (letra a, b e c). Mas cuidado!!! No exercício foi dado o tempo para a formação de uma mesma concentração de produto (I2), então estamos comparando o tempo em cada experimento, mas a partir dele podemos deduzir se houve ou não alteração na velocidade da reação:

 

Logo, a velocidade da reação só varia em função das concentrações de H2O2 (peróxido de hidrogênio) e do I‾(ânion iodeto). A concentração de íons H+ não influi na velocidade da reação. A alternativa correta é o item A.

Observação: para resolver este exercício não seria necessário verificar a ordem da reação, era só observar se havia alteração no tempo conforme modificava-se a concentração de um dos reagentes (mantendo a concentração dos demais reagentes constante), se houvesse alteração significava que a velocidade da reação dependia deste reagente, se não houvesse alteração, não dependia, simples assim…. Mas já que temos que treinar, vamos treinar com estilo, haha, assim vcs já entendem melhor esse lance da ordem de reação… =P

Questão 2

(Fei) A combustão do butano (C4H10) correspondente à equação:

C4H10+ (13/2)O2 → 4CO2 + 5H2O + Energia

Se a velocidade da reação for 0,05mols butano/minuto qual a massa de CO2 produzida em 01 hora?
a) 880 g
b) 264 g
c) 8,8 g
d) 528 g
e) 132 g

Dado- Massas atômicas: C = 12 u ; O = 16 u; H = 1 u

Resolução

Para resolvermos este exercício, temos que pensar na estequiometria da reação. Observando a equação química, vemos que o consumo de 1 mol de butano produz 4 mols de CO2:

C4H10+ (13/2)O2 → 4CO2 + 5H2O

1 mol                           4 mol

Como vimos no post anterior, podemos calcular a velocidade de produção ou consumo de um participante da reação por meio da equação:

Vm= Δ(concentração do participante)/ Δt

O enunciado da equação diz que a velocidade de consumo do gás butano é de 0,05 mols de butano por minuto, ou seja: Vm(butano) = 0,05 mols/min. Isso quer dizer que a cada 1 minuto são consumidos 0,05 mols de butano.

Para saber a quantidade de gás carbônico (CO2) produzida em um minuto, ou seja, a velocidade média de produção do CO2, podemos fazer a regra de três:

 

Agora que temos a velocidade de produção de CO2, podemos calcular por regra de três o quanto será produzido em uma hora. Não podemos também deixar de converter a quantidade em mol para massa:

Então a resposta correta é o item D.

Questão 3

(Unesp) A cinética da reação

Pede-se:
a) Determinar a equação de velocidade da reação.
b) Calcular o valor da constante de velocidade da reação.
c) Qual será a velocidade da reação quando [HgCl2]=0,010M e [C2O4²−]=0,010M?

Resolução

item a

A equação da velocidade será sempre dada pela multiplicação entre a constante de equilíbrio(k) e as concentrações dos reagentes elevadas a determinadas potências:       v=k. [HgCl2]ª.[C2O4²¯ ] ª’

Para encontrarmos os valores numéricos das potências devemos analisar a tabela dada no enunciado. O comportamento da velocidade da reação de acordo com a variação das concentrações mostra a relação entre elas e nos permite definir a ordem da reação para cada reagente, ou seja, o valor das potências para cada reagente.

Devemos lembrar que temos sempre que analisar a variação na velocidade pela alteração na concentração de um dos reagentes enquanto o outro permanece constante:

Então, a equação da velocidade para a reação dada no enunciado será:

item b

Para calcularmos a constante de velocidade (k) basta utilizarmos a equação da velocidade encontrada no item anterior. Assim, se substituirmos os valores de velocidade e concentrações (dados na tabela) na equação, chegaremos ao valor de K:

item c

Agora que já encontramos a equação da velocidade e a constante de velocidade k, basta substituirmos os valores de concentração dados no enunciado para encontrarmos a velocidade da reação:

Questão 4

(UFPE) O gráfico a seguir representa a variação de concentração das espécies A, B e C com o tempo:

Qual das alternativas a seguir contém a equação química que melhor descreve a reação representada pelo gráfico?
A) 2A + B → C                B) A → 2B + C               C) B + 2C → A            D) 2B + C → A                 E) B + C → A

Resolução

O gráfico dado no enunciado nos permite identificar alguns fatores que envolvem a reação química descrita por ele:

I) no início da reação temos regentes em sua concentração máxima (pois ainda começarão a ser consumidos) e nenhum produto (pois estes ainda serão formados no decorrer da reação). Logo, os participantes que possuem concentração diferente de zero no início da reação são REAGENTES, enquanto aqueles que possuem concentração igual a zero no início da reação são PRODUTOS. Além disso, a curva dos reagentes decresce a a dos produtos cresce em função do tempo.

II) Podemos observar a estequiometria da reação pela variação na concentração de regentes e produtos ao  longo do tempo:

Logo, durante a reação temos o consumo de 0,5 mol de B, 1 mol de C e a produção de 0,5 mol de A o que leva a uma estequiometria de reação de:  1A : 1B : 2 C.

Podemos então concluir que a equação que descreve a reação indicada pelo gráfico é:  1B + 2C → 1 A

Portanto a ALTERNATIVA CORRETA É O ITEM C.

Bom, belezuras, por hoje é só!! Agora que vcs entenderam um pouquinho esse lance de cinética química, tenho certeza que vcs vão arrasar no vestibular!!

Bjinhuss e até a próxima ^^

 

Mari Negrini é bacharela e licenciada em Química pela USP. Curiosa desde pequena, sempre procurou entender como a natureza e o universo ao seu redor funcionam. Encontrou na Química uma maneira mais completa de enxergar o mundo, tornando-se totalmente apaixonada por esta ciência!! Acredita que todos podem se apaixonar também (pelo menos um pouquinho, vai). Venha ter essa oportunidade aqui no Educa Help!!
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Mariana Negrini

Mari Negrini é bacharela e licenciada em Química pela USP. Curiosa desde pequena, sempre procurou entender como a natureza e o universo ao seu redor funcionam. Encontrou na Química uma maneira mais completa de enxergar o mundo, tornando-se totalmente apaixonada por esta ciência!! Acredita que todos podem se apaixonar também (pelo menos um pouquinho, vai). Venha ter essa oportunidade aqui no Educa Help!!

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