CINÉTICA QUÍMICA Folha … · O NO NO O K 2,0 10 K ... Um dos grandes problemas ambientais nas últimas décadas tem sido a redução da camada de ozônio.

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Prof.: João Roberto Mazzei

Unidade Temática: Cinética Química

1. (Enem 2ª aplicação 2010) 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. (Unisc 2017) A equação a seguir apresenta a reação de decomposição da água oxigenada, também denominada peróxido de hidrogênio.

KI2 2(aq) 2 ( ) 2(g)2 H O 2 H O O 196 kJ mol l

Em relação a esta reação pode-se afirmar que a) é uma reação endotérmica. b) ocorre mais rapidamente em concentrações mais baixas. c) o iodeto de potássio atua como um inibidor da reação. d) ocorre a redução do oxigênio na formação do 2O . e) é uma reação exotérmica. 3. (Ita 2017) Considere as reações químicas reversíveis I e II:

I. 1

2

k2 23(aq) 3(aq) (aq) 4(aq)

kBrO 3 SO Br 3 SO .

II. 2(g) (g) 3(g)O O O .€

A respeito das reações I e II responda às solicitações dos itens a e b, respectivamente:

a) Sabendo que a reação I ocorre em meio ácido e que a sua reação direta é sujeita à lei de velocidade

dada por

21 3 3v k BrO SO H , expresse a lei de velocidade para a reação reversa.

b) Calcule a constante de equilíbrio da reação II dadas as seguintes reações e suas respectivas

constantes de equilíbrio:



h 492(g) (g) (g) eq.

343(g) (g) 2(g) 2(g) eq.

NO NO O K 4,0 10

O NO NO O K 2,0 10

ν

€

4. (Uefs 2017) 1ª Etapa (lenta): (g) 2(g) 2 (g) 2 (g)2 NO H N O H O

2ª Etapa (rápida): 2 (g) 2(g) 2(g) 2 (g)N O H N H O

O monóxido de nitrogênio ou óxido nítrico (NO) é um dos principais poluentes do ar atmosférico. As

emissões desse gás, considerando a origem antropogênica, são resultados da queima, a altas temperaturas, de combustíveis fósseis em indústrias e em veículos automotores. Uma alternativa para

reduzir a emissão de NO para a atmosfera é a sua decomposição em um conversor catalítico. Uma

reação de decomposição do NO é quando este reage com gás hidrogênio, produzindo gás nitrogênio e

vapor de água conforme as etapas em destaque. Ao realizar algumas vezes a reação do NO com 2H ,

alterando a concentração de um ou de ambos os reagentes à temperatura constante, foram obtidos os seguintes dados:

[NO]

mol L 2[H ]

mol L

Taxa de desenvolvimento

(mol L h)

31 10 31 10 53 10 31 10 32 10 56 10 32 10 32 10 524 10

Com base nessas informações, é correto afirmar: a) O valor da constante k para a reação global é igual a 300. b) A taxa de desenvolvimento da reação global depende de todas as etapas. c) Ao se duplicar a concentração de 2H e reduzir à metade a concentração de NO, a taxa de

desenvolvimento não se altera. d) Ao se duplicar a concentração de ambos os reagentes, NO e 2H , a taxa de desenvolvimento da

reação torna-se quatro vezes maior.

e) Quando ambas as concentrações de NO e de 2H forem iguais a 33 10 mol L, a taxa de

desenvolvimento será igual a 581 10 mol L h.

5. (Upe-ssa 2 2017) O gráfico a seguir indica a decomposição de azida de sódio em nitrogênio gasoso, que é a reação usada para inflar airbags, quando ocorrem acidentes com veículos automotivos. Por ser um perigo potencial, o sódio metálico formado é convertido por reação com outros reagentes, tais

como o 3KNO e a 2SiO .



Sobre esse processo, é CORRETO afirmar que a a) reação é de segunda ordem. b) reação ocorre em uma velocidade lenta. c) velocidade é dada pela taxa de consumo do 2N .

d) constante de velocidade, k, é igual a 10,056 s .

e) concentração de 3NaN aumenta ao longo dos 20 s.

6. (Fepar 2017)

Um dos grandes problemas ambientais nas últimas décadas tem sido a redução da camada de ozônio. Uma das reações que contribui para a destruição dessa camada é expressa pela seguinte equação:

(g) 3(g) 2(g) 2(g)NO O NO O

Os dados abaixo foram coletados em laboratório, a 25 C.

Experiência 1[NO] mol L 13[O ] mol L 1 1Velocidade mol L s

1 61 10 63 10 40,66 10

2 61 10 66 10 41,32 10

3 61 10 69 10 41,98 10

4 62 10 69 10 43,96 10

5 63 10 69 10 45,94 10



Considere os dados e avalie as afirmativas.

( ) A expressão da lei da velocidade é 23v k [NO] [O ] .

( ) A reação é de segunda ordem.

( ) O valor da constante da velocidade é 147,3 10 . ( ) A velocidade fica inalterada se variarmos igualmente as concentrações de NO e 3O . ( ) Se o uso de um catalisador provocasse o aumento de velocidade da reação, isso seria consequência

da diminuição da energia de ativação do sistema. 7. (Pucsp 2017) O fluoreto de nitrila 2(NO F) é um composto explosivo que pode ser obtido a partir da

reação do dióxido de nitrogênio 2(NO ) com gás flúor 2(F ), descrita pela equação.

2(g) 2(g) 2 (g)2 NO F 2 NO F

A tabela a seguir sintetiza os dados experimentais obtidos de um estudo cinético da reação.

Experimento 2[NO ] em 1mol L 2[F ] em 1mol L V inicial em 1 1mol L s

1 0,005 0,001 42 10

2 0,010 0,002 48 10

3 0,020 0,005 34 10

A expressão da equação da velocidade nas condições dos experimentos é a) 2v k [NO ] b) 2 2v k [NO ][F ]

c) 22 2v k [NO ] [F ]

d) 2v k [F ]

8. (Ufrgs 2017) Uma reação genérica em fase aquosa apresenta a cinética descrita abaixo.

23A B 2C v k[A] [B]

A velocidade dessa reação foi determinada em dependência das concentrações dos reagentes, conforme os dados relacionados a seguir.

1[A] (mol L ) 1[B] (mol L ) 1 1v (mol L min )

0,01 0,01 53,0 10

0,02 0,01 x

0,01 0,02 56,0 10

0,02 0,02 y

Assinale, respectivamente, os valores de x e y que completam a tabela de modo adequado.

a) 56,0 10 e 59,0 10

b) 56,0 10 e 512,0 10

c) 512,0 10 e 512,0 10

d) 512,0 10 e 524,0 10



e) 518,0 10 e 524,0 10 9. (Ita 2017) Considere que a decomposição do 2 5N O , representada pela equação química global

2 5 2 22 N O 4 NO O ,

apresente lei de velocidade de primeira ordem. No instante inicial da reação, a concentração de 2 5N O

é de 10,10 mol L e a velocidade de consumo desta espécie é de 1 10,022 mol L min . Assinale a

opção que apresenta o valor da constante de velocidade da reação global, em 1min .

a) 0,0022 b) 0,011 c) 0,022 d) 0,11 e) 0,22 10. (Uemg 2017) Uma reação química hipotética é representada pela seguinte equação:

(g) (g) (g) (g)A B C D e ocorre em duas etapas:

(g) (g) (g)A E D (Etapa lenta)

(g) (g) (g)E B C (Etapa rápida)

A lei da velocidade da reação pode ser dada por a) v k [A]

b) v k [A][B] c) v k [C][D]

d) v k [E][B]

11. (G1 - ifba 2017) Os gases butano e propano são os principais componentes do gás de cozinha (GLP -

Gás Liquefeito de Petróleo). A combustaÞo do butano 4 10(C H ) :

4 10 2 2 2C H O CO H O Energia

0,1 mols butano-minuto qual a massa de 2CO produzida

em 1 hora? a) 1.056 g b) 176 g

c) 17,6 g d) 132 g

e) 26,4 g



12. (Ufpr 2017) O cromo é um metal bastante utilizado em processos industriais e seu descarte

impróprio causa diversas preocupações devido à sua alta toxicidade, no estado de Cr(VI), em

humanos, animais e plantas. Recentemente, pesquisadores propuseram uma forma de tratar resíduos

de Cr(VI) utilizando um agente redutor natural, a epigalocatequina galato (EGCG), um polifenol

presente nas folhas de chá verde. A EGCG reduz Cr(VI) a Cr(III), que é menos tóxico e tende a

precipitar ou a se ligar ao solo em meio alcalino. O estudo cinético dessa reação foi realizado em três

concentrações diferentes de Cr(VI), em pH 6,86, temperatura ambiente e em concentração de

EGCG muito superior a de Cr(VI), condição em que se pode considerar que [EGCG] permanece

praticamente inalterada. Os dados de concentração inicial de cromo VI 0(Cr(VI)] ) e velocidade inicial

0(v ) são mostrados na tabela:

Experimento 0[Cr(VI)] Mμ 10v M minμ

1 40 0,64

2 30 0,48

3 20 0,32

(Fonte: Liu, K., Shi, Z., Zhou, S., Reduction of hexavalent chromium using epigallocatechin gallate in aqueous solutions: kinetics and mechanism, RSC Advances, 2016, 6, 67196.) a) Forneça a lei de velocidade para a reação mencionada.

b) Qual é a ordem de reação com relação a Cr(VI)? Por quê?

c) Qual é o valor da constante cinética observável obsk yobs(k k[EGCG] ) dessa reação? Mostre o

cálculo. 13. (Ufjf-pism 3 2017) O ozônio é um gás que existe em pequenas quantidades (cerca de 10%) na

troposfera, mas em maior concentração na estratosfera, constituindo a camada de ozônio. a) Na troposfera, o ozônio reage com o óxido de nitrogênio produzindo oxigênio e dióxido de nitrogênio,

cuja constante de equilíbrio é 346,0 10 . De acordo com as concentrações descritas abaixo,

verifique se o sistema está em equilíbrio.

Composto 3O NO 2O 2NO

Concentração 1(mol L ) 61 10 51 10 38 10 42 10

b) Utilizando os dados para a reação do ozônio com o dióxido de nitrogênio na atmosfera, fornecidos

abaixo, determine a expressão da velocidade e calcule o valor da constante de velocidade dessa reação

2(g) 3(g) 3(g) 2(g)NO O NO O €

1

2[NO ] mol L 13[O ] mol L 1 1Velocidade mol L s

55 10 51 10 22,2 10

55 10 52 10 24,4 10

52,5 10 52 10 22,2 10

c) Na troposfera, o ozônio também reage com compostos orgânicos insaturados prejudicando a



qualidade de vida dos organismos vivos. Escreva a reação de ozonólise do 2 metilbuteno na

troposfera. 14. (Mackenzie 2017) O estudo cinético de um processo químico foi realizado por meio de um experimento de laboratório, no qual foi analisada a velocidade desse determinado processo em função

das concentrações dos reagentes A e 2B . Os resultados obtidos nesse estudo encontram-se tabelados

abaixo.

Experimento 1[A] (mol L ) 12[B ] (mol L ) 1 1v inicial (mol L min )

X 21 10 21 10 42 10

Y 35 10 21 10 55 10

Z 21 10 35 10 41 10

Com base nos resultados obtidos, foram feitas as seguintes afirmativas:

I. As ordens de reação para os reagentes A e 2B , respectivamente, são 2 e 1.

II. A equação cinética da velocidade para o processo pode ser representada pela equação 2

2v k [A] [B ].

III. A constante cinética da velocidade k tem valor igual a 200.

Considerando-se que todos os experimentos realizados tenham sido feitos sob mesma condição de temperatura, é correto que a) nenhuma afirmativa é certa. b) apenas a afirmativa I está certa. c) apenas as afirmativas I e II estão certas. d) apenas as afirmativas II e III estão certas. e) todas as afirmativas estão certas. 15. (Upe-ssa 2 2016) Em uma seleção realizada por uma indústria, para chegarem à etapa final, os candidatos deveriam elaborar quatro afirmativas sobre o gráfico apresentado a seguir e acertar, pelo menos, três delas.

Um dos candidatos construiu as seguintes afirmações:



I. A reação pode ser catalisada, com formação do complexo ativado, quando se atinge a energia de

320 kJ.

II. O valor da quantidade de energia 3E determina a variação de entalpia ( H) da reação, que é de

52 kJ.

III. A reação é endotérmica, pois ocorre mediante aumento de energia no sistema.

IV. A energia denominada no gráfico de 2E é chamada de energia de ativação que, para essa reação, é

de 182 kJ.

Quanto à passagem para a etapa final da seleção, esse candidato foi a) aprovado, pois acertou as afirmações I, II e IV. b) aprovado, pois acertou as afirmações II, III e IV. c) reprovado, pois acertou, apenas, a afirmação II. d) reprovado, pois acertou, apenas, as afirmações I e III. e) reprovado, pois acertou, apenas, as afirmações II e IV.

Gabarito comentado na próxima folha!!!!

Mas, promete que não vai olhar o gabarito antes de resolver as questões !



GABARITO: Resposta da questão 1: [C] São fatores que aceleram a velocidade das reações químicas: aumento da temperatura e da superfície de contato e a presença de catalisadores. Resposta da questão 2: [E] Trata-se de uma reação que libera calor para o meio, portanto, exotérmica. Resposta da questão 3:

a) A reação I ocorre em meio ácido e sua reação direta é sujeita à lei de velocidade dada por: 2

Direta 1 3 3v k [BrO ][SO ][H ].

Para I:

1

2

k2 23(aq) 3(aq) (aq) 4(aq)

k

2 31 1 3 3

2 32 2 4

BrO 3 SO Br 3 SO

v k [BrO ][SO ]

v k [Br ][SO ]

No equilíbrio 1 2v v .

2 3 2 31 3 3 2 4

2 31 4

2 32 3 3

2Reversa Direta 1 3 3

2Reversa 1 3 3

Reversa1 2

3 3

k [BrO ][SO ] k [Br ][SO ]

k [Br ][SO ](a)

k [BrO ][SO ]

v v k [BrO ][SO ][H ]

v k [BrO ][SO ][H ]

vk (b)

[BrO ][SO ][H ]

Substituindo (b) em (a), vem:



Reversa2 2 3

3 3 42 3

2 3 3

2 3Reversa 4

2 2 32 3 3 3 3

2 32 4

Reversa 2 3 3 2 33 3

Reversa 2 3

v

[BrO ][SO ][H ] [Br ][SO ]

k [BrO ][SO ]

v [Br ][SO ]

k [BrO ][SO ][H ] [BrO ][SO ]

[Br ][SO ]v k [BrO ][SO ][H ]

[BrO ][SO ]

v k [BrO ] 23[SO ]

2 34

3

[Br ][SO ][H ]

[BrO ] 23[SO ]

2 23

2 34

Reversa 2 2 23

[SO ]

[H ][Br ][SO ]v k (Lei da velocidade para a reação reversa)

[SO ]

b) Cálculo da constante de equilíbrio da reação II:

2(g) (g) 3(g)

3II

2

h 492 (g) (g) eq.

2

h 34 2 23(g) (g) 2(g) 2(g) eq.

3

49 249

2

O O O

[O ]K

[O ][O]

[NO][O]NO (g) NO O K 4,0 10

[NO ]

[NO ][O ]O NO NO O K 2,0 10

[O ][NO]

[NO ][NO][O] [O]4,0 10 (1)

[NO ] [NO] 4,0 10

2,0

υ

υ

€

34 342 2 2 2

3 3

[NO ][O ] [NO ] [O ]10 2,0 10 (2)

[O ][NO] [NO] [O ]

Substituindo (1) em (2), vem:

34 249

3

3II 49 34

2

83 82II

[O ][O]2,0 10

[O ]4,0 10

[O ] 1K

[O ][O] 4,0 10 2,0 10

K 0,125 10 1,25 10

Resposta da questão 4: [E]

[NO]

mol L

12[H ]

mol L


(mol L h)

31 10 (constante) 31 10 53 10

31 10 (constante) 32 10 (dobrou) 56 10 (dobrou)

32 10 32 10 524 10



2[NO]

mol L

2[H ]

mol L


(mol L h)

31 10 31 10 53 10

31 10 32 10 (constante) 56 10

32 10 (dobrou) 32 10 (constante) 5 224 10 (quadruplicou; 2 )

Conclusão: 2 12v k[NO] [H ] .

Para a primeira linha da tabela:

32

4

2 12

4 3 2 3 1

5

[NO] [H ] 3 10 mol L

k 3 10

v k[NO] [H ]

v 3 10 (3 10 ) (3 10 )

v 81 10 mol L h

Resposta da questão 5: [D]

0

3 3 0

1

ln[A] ln[A] kt

ln[NaN ] ln[NaN ] kt

1,8 ( 0,7) k 20

20k 1,1

k 0,056 s

Resposta da questão 6: F – V – F – F – V.

[F] Dobrando-se a concentração de NO dobra-se a velocidade da reação, sendo de 1ª ordem em

relação ao NO, e dobrando-se a velocidade de 3O também, irá dobrar a velocidade da reação,

sendo de 1ª ordem também, em relação a 3O , assim a lei que expressa a velocidade para essa

experiência será: 3v k [NO] [O ].

[V] A reação é de segunda ordem em relação a reação global (soma dos expoentes 1 1).



[F] Teremos:

3

4 6 6

47

6 6

v k [NO] [O ]

(0,66 10 ) k (1 10 ) (3 10 )

0,66 10k 2,2 10

(1 10 ) (3 10 )

[F] Se houver a mesma variação em ambos os reagentes a velocidade irá variar proporcionalmente, pois

é proporcional as duas concentrações. [V] O catalisador aumenta a velocidade de uma reação química, diminuindo a energia de ativação. Resposta da questão 7: [B]

Experimento a b2 2v k[NO ] [F ]

1 4 3 a 3 b2 10 k(5 10 ) (10 )

2 4 2 a 3 b8 10 k(10 ) (2 10 )

4 2a b 3b

4 a 3a 3b

a b 2 (a b)

a b2 2

1 12 2

(2) (1)

8 10 k 10 2 10

2 10 k 5 10 10

4 2 2 2 2

v k[NO ] [F ]a b 2

1 1 2 v k[NO ] [F ]

Resposta da questão 8: [D]

23A B 2C v k[A] [B]

Utilizando a primeira linha da tabela fornecida, vem:

5 2

51

22 2

3,0 10 k(0,01) (0,01)

3,0 10k 3,0 10 30

10 10

Para x :

2

2 2 2

5

v 30 [A] [B]

x 30 (2 10 ) (10 )

x 12,0 10

Para y :



2

2 2 2

5

v 30 [A] [B]

y 30 (2 10 ) (2 10 )

y 24,0 10

Resposta da questão 9:

[D]

2 5 2 2

2 5 2 2

2 5

2 5

2 5 2 2

N O NO O

N O NO OReação

1 1Consumo de N O

1 1N O 1 1

Reação

2 N O 4 NO 1O

v v v

2 4 1

v v vv

2 4 1

v 0,022 mol L min

v 0,022 mol L minv 0,011 mol L min

2 2

Para uma ração de primeira ordem: 1v k [R] , então:

12 5

1

v k [N O ]

0,011 mol L

1 1

1 1

1

min k 0,10 mol L

0,011 mol L mink

0,10 mol L

1

1

0,11min

k 0,11min

Resposta da questão 10: [A]

A lei da velocidade da reação é calculada a partir da etapa lenta, ou seja, v k [A].

(g) (g) (g)

x

A E D

v k [R]

v k [A]

Resposta da questão 11: [A]

4 10 2 2 23

C H O 4CO 5H O2

Proporção entre butano e dióxido de carbono: 1: 4, ou seja, a cada 0,1 mol de butano decomposto

forma-se 0,4 mol de 2CO .



21 mol de CO 44 g

0,4 mol x

x 17,6 g

17,6 g

1min

y g 60 min

y 1.056 g

Resposta da questão 12: a) De acordo com a tabela fornecida no enunciado, vem:

a

a

a

v k[Cr(VI)]

0,64 k 40 (I)

0,32 k 20 (II)

Dividindo (I) por (II):

a aa

a

0,64 k 2 202 2

0,32 k 20

a 1

Lei da velocidade: 1v k[Cr(VI)] .

b) De acordo com a tabela fornecida no enunciado, vem:

Experimento 0[Cr(VI)] Mμ 10v M minμ

1 40 0,64

Comparado com Divide por 12 Divide por 12

3 20 0,32

Conclusão: ordem 1 (expoente de [Cr(VI)]).

c) Cálculo do valor da constante cinética.

1v k[Cr(VI)]

Para o experimento 1:

1 1

1

2 1

0,64 M min k 40 M

0,64 M mink

40 M

k 1,6 10 min

μ μ

μ

μ

Resposta da questão 13: a) Reação:

3(g) (g) 2(g) 2(g)

3 442 2

C 6 53

O NO O NO

[O ] [NO ] (8 10 ) (2 10 )K 16 10

[O ] [NO] (1 10 ) (1 10 )



Pelo valor do K calculado o sistema não está em equilíbrio, pois é menor que o eqK .

b) Expressão de velocidade:

2 3

2 5 5

7 1

v k [NO ] [O ]

2,2 10 k(5 10 ) (1 10 )

k 4,4 10 s

c) Teremos:

Resposta da questão 14: [E]

x y2v k [A] [B ]

Substituindo os valores da primeira e segunda linha da tabela, vem:

4 2 x 2 y

5 3 x 2 y

2 10 k (1 10 ) (1 10 ) (I)

5 10 k (5 10 ) (1 10 ) (II)

Dividindo (I) por (II):

4 2 x 2 y

5 3 x 2 y

x 2 x

2 10 k (1 10 ) (1 10 )

k5 10 (5 10 ) (1 10 )

4 2 2 2

x 2 (a ordem de A é 2)

Substituindo os valores da primeira e terceira linha da tabela, vem:

4 2 x 2 y

4 2 x 3 y

2 10 k (1 10 ) (1 10 ) (III)

1 10 k (1 10 ) (5 10 ) (IV)

Dividindo (III) por (IV):

4 2 x 2 y

4 2 x 3 y

y 1 y

2

2 10 k (1 10 ) (1 10 )

k1 10 (1 10 ) (5 10 )

2 2 2 2

y 1 (a ordem de B é 1)

[I] Correta. As ordens de reação para os reagentes A e 2B , respectivamente, são x 2 e y 1.

[II] Correta. A equação cinética da velocidade para o processo pode ser representada pela equação

22v k [A] [B ].



x y2

2 12

v k [A] [B ]

x 2

y 1

v k [A] [B ]

[III] Correta. A constante cinética da velocidade k tem valor igual a 200.

Substituindo os valores da primeira linha da tabela na equação cinética da velocidade, vem: 4 2 2 2 1

4

2 2 2 1

2

2 10 k (1 10 ) (1 10 )

2 10k

(1 10 ) (1 10 )

k 2 10

k 200

Resposta da questão 15: [C]



ABRAÇOS A TODOS E BONS ESTUDOS!!

CINÉTICA QUÍMICA Folha … · O NO NO O K 2,0 10 K ... Um dos grandes problemas ambientais nas últimas décadas tem sido a redução da camada de ozônio.

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