CINÉTICA QUÍMICA

2A A + + B B ® ® 3C C VA = 8-6 /1= 2 Vb = 6-5/ 1= 1 Vc = 6-3/1 = 3 Cinética estuda VELOCIDADE e MECANISMOS das reações, ou seja, o tempo gasto para ocorrer uma reação e os caminhos ou etapas das reações. c c c 8 6 1 6 2 1 6 5 3 2 2 1 t t t 2A A + + B B ® ® 3C C VA = 8-6 /1= 2 Vb = 6-5/ 1= 1 Vc = 6-3/1 = 3

Reação elementar: só uma etapa Mecanismos: Para que uma reação ocorra há necessidade de: Colisões - Orientação - Energia Energia Energia de ativação Energia Ea Ea Reação Reação Reação elementar: só uma etapa Apenas uma colisão Reação não elementar: Mais de uma etapa

Exercícios: 1-Para o sistema químico N2 + 3H2 ® 2NH3, se a velocidade de desaparecimento de Nitrogênio for de 3 moles/litro, qual velocidade de desaparecimento de Hidrogênio? 9 mol/L E de aparecimento de amônia? 6 mol/L 2-Todas as colisões são eficazes para que ocorra uma reação química? não

3- Uma reação que ocorre numa única colisão entre 3 moléculas como 2NO + H2 ® N2O + H2 O é elementar ou não elementar? elementar Energia Reação

4- Qual das reações,cujos gráficos são apresentados, deve ser mais rápida? B E a mais lenta? A A E Reação E Reação B E Reação C

Fatores que afetam a velocidade das Reações 1 - Natureza dos reagentes - Reações entre íons devem ser rápidas ao passo que reações entre moléculas devem ser mais lentas. Assim: H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) deve ser rápida C2H6 + 3,5 02 2CO2 + 3H2O deve ser lenta

2- Catalisador .Diminui a energia de ativação reação sem catalisador reação com catalisador Reação

3 Temperatura - Aumenta o número de moléculas capazes de reagir, aumentando as colisões eficazes. % de Moléculas 20ºC 30ºC X Y Energia X = moléculas que reagem a 20 ºC X + Y = moléculas que reagem a 30º C

4 Concentração - Aumenta o número de colisões A + B C Teoricamente pela Lei da ação das massa V = K [ A ] [ B ] , sendo a reação elementar

Na prática, teremos: V = K [A] [B]2 ou seja: I 1,0 1,0 2,0 II 2,0 1,0 Experiência Concentra- ção de A Concentra- ção de B Velocidade inicial de de formação de C I 1,0 1,0 2,0 II 2,0 1,0 4,0 2,0 3,0 III 36,0 IV 1,0 5,0 50,0 V = K [A] [B]2 ou seja: primeira ordem com relação a A segunda ordem com relação a B terceira ordem no total

Exercícios: 5- Qual a razão da decomposição da água oxigenada ser mais rápida num ferimento? Catalisador: Catalase (peroxidase)

Ag+(aq) + Cl- (aq) ® AgCl(s) 6- Por que a reação de precipitação do AgCl através da mistura AgNO3(aq) e NaCl(aq) é rápida? Ag+(aq) + Cl- (aq) ® AgCl(s) Reação entre íons

V = K [A]2 [B] açúcar retira água 7- Qual a razão de conservar marmelo e goiaba em doces como marmeladas e goiabadas? açúcar retira água 8- Qual a expressão para a lei da velocidade da reação elementar 2A + B C? V = K [A]2 [B]

9- O gráfico, a seguir, mostra: I- A evaporação do etanol. II- A queima parcial do etanol. III- A oxidação total do etanol. Faça a associação entre as curvas e os números. A - B ® I Energia B A A - C ® II C A - D ® III D Processo

Luz 10- Observe as equações correspondentes a destruição da camada de ozônio: CF2Cl2 ® CF2Cl. + Cl. Luz Cl. + O3 ® O2 + ClO. ClO. + O3 ® 2O2 + Cl. + CF2Cl. Cl. ® CF2Cl2 203 ® 302 Qual a equação correspondente a reação total? A reação foi elementar? não Por quê? Várias etapas Qual o nome do mecanismo desta reação? Radicais Livres

A velocidade da reação é determinada pela etapa: Abaixo estão representadas as etapas da reação H2 + Br2 è 2HBr I. Br2 è Brl + Brl (etapa rápida) II. H2 + Brl è HBr + Hl (etapa lenta) III. Hl + Br2 è HBr + Brl (etapa rápida) IV. Brl + Brl è Br2 (etapa rápida) V. Hl + Hl è H2 (etapa rápida) A velocidade da reação é determinada pela etapa: a) I b) II b) II c) III d) IV e) V

A velocidade de uma reação química depende I- da natureza e concentração dos reagentes. II - da energia cinética das partículas que chocam entre si. III - da orientação das partículas na colisão. IV - da temperatura dos reagentes; Assinale a alternativa CORRETA A) Todas as afirmativas são verdadeiras. A) Todas as afirmativas são verdadeiras. B) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras C) Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras. D) Apenas as afirmativas I e II são verdadeiras. E) Apenas as afirmativas III e IV são verdadeiras.

A decomposição térmica da amônia é expressa pela equação: 2 NH3 — N2 (g) + 3H2 (g) Duplicando-se a concentração do NH3 (g), a velocidade ficará A- inalterada. B- duas vezes maior. C- três vezes maior. D- quatro vezes maior. E- seis vezes maior V = K [ NH3] 2 V = K [ 2 ]2 V = K.4 D- quatro vezes maior

C C C Sobre essa reação , todas as afirmações são corretas, EXCETO: I Analise o gráfico abaixo, referente à mesma reação representada por A + B  C em duas condições diferentes (I e II): Sobre essa reação , todas as afirmações são corretas, EXCETO: C II I A + B a) a reação I é a mais lenta. b) a reação II é catalisada. c) a reação I é exotérmica. d) a reação II é endotérmica. C C C d) a reação II é endotérmica.

Na reação representada por A + B  C + D, uma elevação de temperatura produz um aumento de velocidade na reação porque aumenta o (a) A- pressão do sistema em reação. B- volume do sistema em reação. C- concentração dos reagentes. D- energia de ativação dos reagentes. E- freqüência de choques efetivos dos reagentes E- freqüência de choques efetivos dos reagentes Aumentando a temperatura, aumenta a frequencia dos choques, aumenta a orientação e a energia ( eficazes , efetivos).

A reação química entre os gases NO e H2 ocorre em duas etapas elementares, que são: I. 2NO(g) + H2(g) N2O(g) + H2O(g) (etapa lenta) I ) (etapa lenta) C 2NO(g) + H2(g V = k [NO]2 [H2] II. N2O(g) + H2(g) N2(g) + H2O(g) (etapa rápida) 2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g) Assinale a afirmativa INCORRETA: a) A etapa I é a que determina a velocidade da reação química. b) A etapa I é a que deve possuir maior energia de ativação. c) A equação química da reação global é: C Energia Reação Ea (I) Ea (II) C 2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g) d) A expressão da velocidade da reação é: V = k [NO]2 [H2]2. e) Se aumentarmos a concentração de NO(g), a velocidade da reação aumentará. d) A expressão da velocidade da reação é: V = k [NO]2 [H2]2.

Fluoreto de nitrila, um composto explosivo, pode ser preparado pela reação de dióxido de nitrogênio com flúor: 2NO2(g) + F2(g)  2NO2F(g) Complete as lacunas do quadro abaixo, sabendo que a reação é de primeira ordem em relação ao NO2(g) e de primeira ordem em relação ao F2(g): Experimento NO2 F2 NO2F Velocidade Inical (mol.L-1.s-1) 1 0,001 0,005 2,0 x10-4 2 4,0 x10-4 3 0,006 0,002 4,8 x10-4 4 0,004 5 4,0 x10-5 6

Experimento NO2 F2 NO2F Velocidade Inical (mol.L-1.s-1) 1 0,001 0,005 2,0 x10-4 2 4,0 x10-4 3 0,006 0,002 4,8 x10-4 4 0,004 5 4,0 x10-5 6 0,002 9,6 x 10-4 4,0 x10-5 V = K [NO2] [ F2] K = 4,0 x 10-5 [1,0 x10-3]2 k = 40 As afirmativas abaixo estão corretas, EXCETO A) [NO2] = 0,004 mol. L-1 , no experimento 2 B) Velocidade inicial = 9,6 x 10-4 mol. L-1 .S-1, no experimento 4 C) Velocidade inicial = 4 x 10-5 mol. L-1.S-1, no experimento 6 D) O valor numérico da constante de velocidade k é 40 L.mol-1 .S-1 A) [NO2] = 0,004 mol. L-1 , no experimento 2 C C C

Os dados que se seguem foram coletados para a reação A + B  C + D Experiência A B Velocidade de formação de C em mol/L. s 1 0,1 0,001 2 0,002 3 0,3 0,003 4 0,2 5 0,1 0,001 0,2 Em relação a esses experimentos A) a lei de velocidade é V = K [A] [B] B) a ordem global da reação é dois. C) a reação é de segunda ordem em relação ao reagente A. D) a constante de velocidade da reação é de 0,3 s-1. E) a velocidade da reação não depende do reagente B. E) a velocidade da reação não depende do reagente B.

Transição, maior energia Numa reação química estão envolvidos três componentes (A, B e C), colocados estrategicamente no seguinte gráfico: Transição, maior energia Energia Potencial A B C Coordenadas de reação Pode-se afirmar corretamente, EXCETO A) A possui maior energia potencial que C. B) B é o estado de transição da reação A C. C) A reação A C ocorre com formação de intermediário. D) A transformação A C é um exemplo de reação exotérmica. B) B é o estado de transição da reação A C.

Suponha que fosse proposta para uma reação a seguinte seqüência de etapas: Etapa 1 2A  A2 (lenta) Etapa 2 A, + B  C + 2D (rápida) Em relação à reação global é CORRETO afirmar que 2A lenta A) a equação de velocidade é V = K [ A ]2 A) a equação de velocidade é V = K [ A ]2 B) a equação de velocidade V = K [ A2] [ B] C) sua velocidade é determinada pela etapa 2. D) B é o catalisador.

Um estudante realizou duas experiências que resultaram na liberação de gases. Na primeira, gotejou água oxigenada (H2O2) sobre um pedaço de fígado bovino e observou a liberação de oxigênio. Isso ocorreu por causa da ação de uma enzima presente no fígado , que atua na reação enzima H2O2  H2O + 1/2O2 Na segunda, gotejou vinagre e uma pequena quantidade de bicarbonato de sódio (NaHCO3), o observou a liberação de gás carbônico de acordo com a reação: NaHCO3 + H+  Na+ + H2O + CO2 Com relação a estas duas experiências, é correto afirmar que: A) Na primeira a enzima diminuiu a energia de ativação da reação. B) Na segunda ocorre uma reação de oxi-redução C) Na primeira ocorre uma reação de síntese. D) Na segunda o íon H+ funciona apenas como catalisador. E) Ambas produzem gases comburentes. A) Na primeira a enzima diminuiu a energia de ativação da reação.

a) 6 b) 9 c) 18 d) 24 e) 27 V = K [NO2]2 [O3] 3 3 e) 27 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 dióxido de nitrogênio e o ozônio, produzindo o pentóxido de nitrogênio e o oxigênio, é causadora da destruição da camada de ozônio. A equação representativa dessa reação é: 2 NO2(g ) + O3(g) N2O5(g) + O2(g) Quando se triplicam, simultaneamente, as concentrações de NO2( g) e O3(g) efetuando a reação em sistema fechado, a velocidade dessa reação ficará multiplicada por: a) 6 b) 9 c) 18 d) 24 e) 27 V = K [NO2]2 [O3] 3 3 e) 27

C C E Velocidade = K [ X ]2 [ Y ] 2 8 2 2 2 Duas substâncias gasosas X e Y reagem em um recipiente fechado, de acordo com a seguinte Lei de velocidade: Velocidade = K [ X ]2 [ Y ] 2 8 2 2 2 Com relação a essa reação, são feitas as seguintes afirmações: I. Mantidos constantes o volume, a temperatura e a concentração de X, e duplicando a concentração de Y, a velocidade aumenta duas vezes. II. Mantido constante o volume, um aumento de temperatura provoca um aumento na velocidade da reação. III. Mantida constante a temperatura, a velocidade da reação di- minuirá se o volume inicial do recipiente for reduzido à metade. É CORRETO afirmar que:. C C E a) I, II e III são corretas. b) apenas I e II são corretas. c) apenas I e III são corretas d) apenas II e III são corretas e) apenas II é correta. b) apenas I e II são corretas.

Considere o gráfico abaixo, referente ao diagrama energético da reação: N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g), sob a ação de uma catalisador -22 2NH3(g) 39 80 N2(g) + 3H2(g) -22 2NH3(g) 39 80 N2(g) + 3H2(g) A) A reação é exotérmica, pois apresenta H = -22KCal. B) A energia de ativação da reação sem catalisador é igual a 80 Kcal. C) A energia de ativação da reação com catalisador é igual a 39 Kcal. D) A presença do catalisador diminui o valor do H da reação de zero para -22 KCal. E) Nas condições padrão, a energia de formação do gás amoníaco (NH3) é igual a -11 KCal/mol D) A presença do catalisador diminui o valor do H da reação de zero para -22 KCal.

Em qual dos experimentos a reação é mais rápida? A) Em 3 B) Em 1 100 gramas de carbonato de cálcio reagem estequio- metricamente com 100 mL de solução aquosa de ácido sulfúrico a 10 mol/L, segundo a reação Experimento 1 100 g de pedaços de CaCO3 100 mL H2SO4(aq) 10mol/L Experimento 2 100 g de CaCO3 100 mL H2SO4(aq) 10mol/L Experimento 3 100 g de CaCO3 em barra 100 mL H2SO4(aq) 10mol/L Em qual dos experimentos a reação é mais rápida? A) Em 3 B) Em 1 C) Em 2 D) a velocidade é igual nos experimentos 1, 2 e 3 . C) Em 2

Três experimentos foram realizados para investigar a velocidade da reação entre HCl aquoso diluídos e ferro metálico. Para isso, foram contadas,durante 30 segundos,as bolhas de gás formadas imediatamente após os reagentes serem misturados. Em cada experimento,usou-se o mesmo volume de uma mesma solução de HCl e a mesma massa de ferro, variando-se a forma de apresentação da amostra de ferro e a temperatura. O quadro indica as condições em cada experimento foi realizado. EXPERIMENTO FERRO(2g) TEMPERATURA I prego 40ºC II prego 20ºC III palhinha de aço 40ºC

EXPERIMENTO FERRO(2g) TEMPERATURA I prego 40ºC II prego 20ºC III palhinha de aço 40ºC Assinale a alternativa que apresenta os experimentos na ordem crescente do número de bolhas observado a) II, I, III b) III, II, I c) I, II, III d) II, III, I a) II, I, III

A tabela abaixo mostra situações experimentais realizadas por um estudante sobre a reação; Zn(s) + 2HCl(aq)  ZnCl2(aq) + H2(g) Experiências Massa de Forma do Zn Conc. do Temperatura Zn(g) ácido em mol/L (ºC) I 1,0 Barra 0,2 20 II 1,0 pó 0,2 60 III 3,0 pó 0,2 20 IV 3,0 Barra 0,5 60 V 3,0 pó 0,5 60 Assinale a experiência em que a reação entre o metal zinco e a solução de ácido clorídrico se processou com maior rapidez: a) I b) II c) III d) IV e) V e) V

O Conselho Nacional de pesquisas criou um novo sistema de tratamento de esgotos. A lama, em vez de ser decantada , é tratada com catalisadores químicos, na ausência de oxigênio. São listadas abaixo algumas afirmações sobre o comporta-mento dos catalisadores: I ) os catalisadores que diminuem a atividade das enzimas são denominados inibidores. II) os catalisadores aumentam a velocidade das reações, pois diminuem sua energia de ativação. III) os catalisadores não afetam nem a estequiometria nem o H da reação. IV) os catalisadores permanecem quimicamente inalterados ao final das reações. Assinale a opção que indica QUANTAS afirmações são VERDADEIRAS a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 d) 4

Os dados da tabela referem-se à reação química hipotética A + B  C: Experiência [A](mol/L) [B](mol/L) Veloc. Inicial (mol/L. min) I 1,0 1,0 2,0 II 2,0 1,0 2,0 III 2,0 2,0 4,0 IV 2,0 3,0 6,0 Esses resultados indicam que a lei de velocidade para essa reação é: a) V = k[A][B] b) V = k[A][B]2 c) V = k[B]2 d) V = k[A] e) V = k[B] e) V = k[B]

B) a velocidade final é 24 vezes a velocidade inicial. A Amônia (NH3) é de grande importância na fabricação de fertilizantes. Ela pode ser obtida a partir de hidrogênio (H2) e nitrogênio (N2). A lei de velocidade para essa reação é v= k [H2]3 [N2] Quando a concentração de hidrogênio é duplicada e a concentração de nitrogênio é triplicada, mantendo-se constante a temperatura, é correto afirmar que: A) a velocidade final não é alterada. B) a velocidade final é 24 vezes a velocidade inicial. C) a velocidade final é 6 vezes a velocidade inicial. D) a velocidade final é 18 vezes a velocidade inicial. E) a velocidade final é 54 vezes a velocidade inicial. B) a velocidade final é 24 vezes a velocidade inicial.

Considere a seguinte reação química : N2(g) = 2O2(g)  2NO2(g) em que a velocidade da reação obedece à equação. Triplicando a concentração mol/L de gás nitrogênio e duplicando a concentração mol/l de gás oxigênio e mantendo as demais condições constantes, nota-se que a velocidade da reação: A) permanece constante. B) triplica. C) aumenta seis vezes. D) aumenta nove vezes. E) aumenta doze vezes. E) aumenta doze vezes

A reação NO2(g) + CO(g)  CO2(g) + NO(g) ocorre em duas etapas: 1ª Etapa NO2(g) + NO2(g)  NO(g) + NO3(g) (lenta) 2ª Etapa NO3(g) + CO(g)  CO2(g) + NO2(g) (rápida) A lei de velocidade para a reação é: a) V = K[NO2]2 b) V = K[NO2]2 [CO] c) V = K[NO3] [CO] d) V = K[NO2] [CO] e) V = K[CO2]2 [NO] a) V = K[NO2]2

Analise simultaneamente os dois gráficos abaixo, resultantes do estudo cinético de uma reação química, e assinale a opção CORRETA sobre a ordem da reação ao reagente observado Velocidade A) Ordem zero B) Primeira ordem C) Segunda ordem D) Terceira ordem A) Ordem zero Tempo Concentração do reagente Tempo