Centro Universitário Anchieta Engenharia Química – Físico Química I

5

a

Prof. Vanderlei I Paula

Nome:________________________________________________________R.A.____________ lista de exercícios/ Data: ___/09/2014 // gabarito 12/09/2014 1)

Alguns fatores podem alterar a rapidez das reações químicas. A seguir, destacam-se três exemplos no contexto da preparação e da conservação de alimentos: 1. A maioria dos produtos alimentícios se conserva por muito mais tempo quando submetidos à refrigeração. Esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de certos alimentos. 2. Um procedimento muito comum utilizado em práticas de culinária é o corte dos alimentos para acelerar o seu cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão. 3. Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas. Com base no texto, quais são os fatores que influenciam a rapidez das transformações químicas relacionadas aos exemplos 1, 2 e 3, respectivamente? a) Temperatura, superfície de contato e concentração. b) Concentração, superfície de contato e catalisadores. c) Temperatura, superfície de contato e catalisadores. d) Superfície de contato, temperatura e concentração. e) Temperatura, concentração e catalisadores.

2)

A reação química entre o gás hidrogênio e o monóxido de nitrogênio, representada a seguir, foi analisada em duas séries de experimentos.  2 NO(g)   Na primeira série, a velocidade de reação foi medida em função da concentração de hidrogênio, mantendo-se a concentração de monóxido de nitrogênio constante em 1 mol.L

em 1 mol.L

-1 -1 . Na segunda série, determinou-se a velocidade em função da concentração de monóxido de nitrogênio, mantendo-se a concentração de hidrogênio constante . Os resultados dos experimentos estão apresentados nos gráficos. Determine a ordem de reação de cada um dos reagentes e calcule o valor da constante cinética.

3)

Para otimizar as condições de um processo industrial que depende de uma reação de soluções aquosas de três diferentes reagentes para a formação de um produto, um engenheiro químico realizou um experimento que consistiu em uma série de reações nas mesmas condições de temperatura e agitação. Os resultados são apresentados na tabela: Velocidade da Experimento Reagente A   1 Reagente B   1 Reagente C   1 reação mol L  1  s  1 I II x 2x y y z z v 2v III IV x x 2y y z 2z 4v v Após a realização dos experimentos, o engenheiro pode concluir corretamente que a ordem global da reação estudada é igual a...

Prof. Vanderlei I Paula – [email protected]

- http://www.aquitemquimica.com.br

4)

Considere a reação química genérica A A concentração do reagente [A] foi acompanhada ao longo do tempo, conforme apresentada na tabela que também registra os logaritmos neperianos   desses valores e os respectivos recíprocos (1/[A]). t(s)      1       1  0 100 200 300 400 500 600 0,90 0,63 0,43 0,30 0,21 0,14 0,10 – 0,11 – 0,46 – 0,84 – 1,20 – 1,56 – 1,97 – 2,30 1,11 1,59 2,33 3,33 4,76 7,14 10,00 Qual a constante de velocidade desta reação?

5

)

(Acafe 2014) Considere a reação de decomposição do pentóxido de dinitrogênio: 5(g)  4NO 2(g)  O 2(g) Considerando que a velocidade de desaparecimento do pentóxido de dinitrogênio seja de  3    qual o valor

correto

para a velocidade de aparecimento NO 2 expressa em mol L   6

)

O ácido acetilsalicílico, analgésico largamente utilizado, submete-se a reações de hidrólise em meio ácido ou básico. A fim de estudar a estabilidade do ácido acetilsalicílico em meio básico, acompanhou-se a velocidade de sua hidrólise, que leva à produção de acetato e salicilato, em função do pH do meio e da sua concentração inicial. Os dados coletados estão na tabela a seguir.

Velocidade inicial,

molL min  1

pH [Aspirina]

,mol L  1   6   4   2   5 10 12 14 12 a) Qual é a lei de velocidade para a reação estudada? 1 10  3 1 10  3   3 1 10  4 b) Qual é o valor da constante (incluindo sua unidade) de velocidade para a reação?

7)

O processo de remoção de enxofre em refinarias de petróleo é uma prática que vem sendo cada vez mais realizada com o intuito de diminuir as emissões de dióxido de enxofre de veículos automotivos e o grau de envenenamento de catalisadores utilizados. A dessulfurização é um processo catalítico amplamente empregado para a remoção de compostos de enxofre, o qual consiste basicamente na inserção de hidrogênio. A reação química do composto etanotiol é mostrada a seguir. 2  2 a) Suponha que a reação de dessulfurização seja realizada em laboratório, na presença de concentrações diferentes de etanotiol e hidrogênio, conforme quadro a seguir. Experiências [Etanotiol] (mol/L) [Hidrogênio] (mol/L) Velocidade inicial (mol/min) 1 2 2 2 1 2 4 8 3 4 3 6 6 6 8 16 Com base nos dados apresentados nessa tabela, determine a lei da velocidade e a ordem da reação. b) Considerando que a velocidade média da reação de dessulfurização, em certo intervalo de tempo, é de 10 mol/s em relação ao etanotiol, determine a velocidade da reação em relação ao gás sulfídrico dada em g/s, no mesmo intervalo de tempo.

Centro Universitário Anchieta Engenharia Química – Físico Química I

5

a

Prof. Vanderlei I Paula

Nome:________________________________________________________R.A.____________ lista de exercícios/ Data: ___/09/2014 // gabarito 12/09/2014

8

)

Investigou ‐ se a velocidade de formação de gás hidrogênio proveniente da reação de Mg metálico com solução aquosa de HC .

Uma solução aquosa de HC foi adicionada em grande excesso, e de uma só vez, sobre uma pequena chapa de magnésio metálico, colocada no fundo de um erlenmeyer. Imediatamente após a adição, uma seringa, com êmbolo móvel, livre de atrito, foi adaptada ao sistema para medir o volume de gás hidrogênio produzido, conforme mostra o esquema abaixo. Os dados obtidos, sob temperatura e pressão constantes, estão representados na tabela abaixo e no gráfico abaixo.

Tempo (min)

0

Volume de H

2

acumulado (cm

3

)

0 1 15 2 3 4 5 27 36 44 51 6 7 8 9 57 62 66 69 10 71 a) Analisando os dados da tabela, um estudante de Química afirmou que a velocidade de formação do gás H 2 varia durante o experimento. Explique como ele chegou a essa conclusão. Em um novo experimento, a chapa de Mg foi substituída por raspas do mesmo metal, mantendo ‐ se iguais a massa da substância metálica e todas as demais condições experimentais. b) No gráfico abaixo, esboce a curva que seria obtida no experimento em que se utilizou raspas de Mg.

9)

Considere que um prego é fabricado apenas com o metal Fe. Se este prego entrar em contato com uma solução aquosa de HC , irá acontecer a seguinte reação de corrosão: Fe (s)  2 HC (aq)  FeC 2(aq)  H 2(g) A velocidade com que a corrosão do Fe ocorre depende de alguns fatores. Quais os fatores que podem influenciar a velocidade desta reação.

Prof. Vanderlei I Paula – [email protected]

- http://www.aquitemquimica.com.br

10)

Hoje a preocupação sobre poluição atmosférica está voltada ao poluente ozônio troposférico (O veículos melhoraram a queima e diminuíram a emissão de CO, entretanto o O 3 3 ), relacionado ao câncer, à pneumonia e à asma. Paulo Saldiva, do laboratório de poluição atmosférica da USP, afirma que os ainda não está regulamentado. Para Saldiva, o comprador deve checar a emissão de hidrocarbonetos e óxidos nitrosos – que reagem e produzem O 3 – se quiser um carro menos inimigo da natureza. (

Revista Galileu

, Ed. Globo, agosto de 2012). Dadas abaixo algumas reações químicas envolvidas na formação do O 3 troposférico e com base no texto acima, assinale o que for

correto

. NO 2(g) NO (g)  O (g) O (g)  O 2(g)  O 3(g) etapa 1 etapa 2 01) O NO 2 liberado na queima de combustíveis fósseis é precursor da formação de O 3 , e o O(g) é considerado um intermediário de reação. 02) Para a reação não elementar, mostrada no esquema reacional acima, a lei cinética é dada por v  2 04) No ser humano, o ar penetra pelo nariz, passa pela faringe, pela laringe, pela traqueia, pelos brônquios e pelos bronquíolos. A asma alérgica, causada por inalação de O 3 ou por outros poluentes, está relacionada a um processo inflamatório nos brônquios e nos bronquíolos. 08) O NO 2 é um poluente atmosférico que, além de auxiliar na formação de O 3 troposférico, ainda pode gerar ácido nítrico na presença de água, causando chuvas ácidas. 16) As reações de formação de O gasosas reagentes. 3 troposférico são favorecidas em cidades de clima quente, porque a elevação da temperatura propicia maior frequência de choques e com maior energia cinética entre as moléculas

11)

Preparar o sagrado cafezinho de todos os dias, assar o pão de queijo e reunir a família para almoçar no domingo. Tarefas simples e do cotidiano ficarão mais caras a partir desta semana. O preço do gás de cozinha será reajustado pelas distribuidoras pela segunda vez este ano, com isso, cozinhar ficará mais caro. A equação química que mostra a queima do butano (gás de cozinha), em nossas residências é:  13 2 O 2(g)  4CO 2(g )  5 ( ) O quadro abaixo ilustra a variação da concentração do gás butano em mols/L em função do tempo: ](mol / L) 22,4 20,8 18,2 16,6 15,4 14,9 Tempo (horas) 0 1 2 3 4 5 Qual as velocidades médias da queima do gás de cozinha nos intervalos entre 0 a 5 e 1 a 3 horas são respectivamente:

13)

Em um laboratório de química, dois estudantes realizam um experimento com o objetivo de determinar a velocidade da reação apresentada a seguir. MgCO 3     MgC 2     CO 2 Sabendo que a reação ocorre em um sistema aberto, qual o parâmetro do meio reacional que deverá ser considerado para a determinação da velocidade dessa reação.

14)

Uma forma de obter hidrogênio no laboratório é mergulhar zinco metálico em uma solução de ácido clorídrico, conforme a reação descrita pela equação apresentada a seguir. Zn(s)  2HC (aq)  Considere que uma tira de zinco metálico foi colocada em um recipiente contendo concentração de 1 mol/L. Em 20 segundos a temperatura do recipiente elevou-se em 0,05 °C e 25 mL de hidrogênio foram produzidos. HC em solução aquosa na Considerando que essa reação ocorreu a 27 °C e 1 atm, determine a velocidade da reação em mL H 2 /s e em mol H 2 /s. Use: R  –1  mol –1