Exercícios Resolvidos: Cinética Química

Leia o resumo “O que é Cinética Química?” e resolva os exercícios abaixo.

1. (MACK) Um aluno, querendo verificar os conceitos de cinética química discutidos na escola, dirigiu-se a uma drogaria e comprou alguns comprimidos efervescentes, os quais continham, de acordo com o rótulo do produto, massas iguais de bicarbonato de sódio. Ao chegar a sua casa realizou a mistura desses comprimidos com água usando diferentes métodos. Após a observação do fenômeno de liberação gasosa, até que toda a massa de cada comprimido tivesse sido dissolvida em água, o aluno elaborou a seguinte tabela: De acordo com os resultados obtidos e mostrados na tabela acima, o aluno fez as seguintes afirmações: I. Ao comparar somente os métodos 1 e 2 fica impossível determinar qual dos dois fatores variados (estado do comprimido e temperatura da água), aumentou mais a velocidade da reação. II. A mudança da condição da água, de fria para quente, faz com que, qualquer que seja o estado do comprimido, a velocidade da reação caia pela metade. III. A influência da temperatura da água é maior do que a influência do estado do comprimido, no aumento da velocidade da reação. Das afirmações acima, é correto dizer que o aluno errou: a) apenas na afirmação I. b) apenas na afirmação II. c) apenas na afirmação III. d) apenas nas afirmações II e III. e) em todas as afirmações. 2. (Ufop 2010) O óxido nítrico é um poluente atmosférico que pode ser reduzido na presença de hidrogênio, conforme a seguinte equação: 2NO(g) + 2H₂(g) →N₂(g) + 2H₂O(g) 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. 3. (Unesp) Sobre catalisadores, são feitas as quatro afirmações seguintes. I.São substâncias que aumentam a velocidade de uma reação. II.Reduzem a energia de ativação da reação. III.As reações nas quais atuam não ocorreriam nas suas ausências. IV.Enzimas são catalisadores biológicos. Dentre estas afirmações, estão corretas, apenas: a) I e II. b) II e III. c) I, II e III. d) I, II e IV. e) II, III e IV.

Gabarito

1. B Resolução passo - a – passo: I. Comparando somente os métodos 1 e 2, fica impossível determinar qual do dois fatores aumentou mais a velocidade da reação. O aluno acertou. II. O aumento da temperatura (água fria para água quente) provoca elevação da velocidade da reação. O aluno errou. III. Comparando os métodos 1 e 3, verifica-se que o aumento de temperatura faz dobrar a velocidade da reação. Comparando os métodos 1 e 4, verifica-se que o aumento da superfície de contato (inteiro para triturado) provoca aumento de 1,67 vez na velocidade. O aluno acertou. 2. a) v = k[NO]² [H₂]; b) k = 1,23; c) vi = 0,3 mol.L-1 .s-1 Resolução passo - a – passo: a) Analisando a tabela percebemos que da experiência 2 para a experiência 1 a concentração de NO ([NO]) dobra e a velocidade da reação quadruplica. Isto significa que: [NO]² . Analisando a tabela percebemos que da experiência 2 para a experiência 3 a concentração de H₂ ([H2]) dobra e a velocidade da reação também. Isto significa que: [H₂]¹ . Concluímos que a equação de velocidade para a reação será dada por: v = k[NO]² [H₂]. b) Utilizando a experiência 2, vem: v = k[NO]² [H2] ⇒ 1,23 x 10-3 = k(0,10)² (0,10)1 ⇒ k = 1,23. c) Para [NO] = 0,5 M e [H2] = 1,0 M, teremos: vi = k[NO]² [H2] ⇒ vi = 1,23[0,5]2 [1,0] ⇒ vi = 0,3 mol.L-1 .s-1 . 3. D Resolução passo - a – passo: I. Correta. Os catalisadores atuam fornecendo um caminho (mecanismo) diferente para que a reação ocorra, o qual possui menor energia de ativação. Quanto maior a energia de ativação, mais lenta é a reação, e vice-versa. II. Correta. Os catalisadores são substâncias que permitem que uma reação ocorra por uma rota reacional que apresenta menor energia de ativação. III. Incorreta. Os catalisadores não alteram o ∆H da reação e, portanto, eles não influenciam se uma reação é termodinamicamente favorável ou não. Assim, as reações nas quais atuam ocorreriam em sua ausência, mas com velocidade reduzida. IV. Correta. As enzimas são proteínas que aumentam a rapidez das reações.