A Cinética Química

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Universidade Federal do Piauí

Centro de Ciências da Natureza

Departamento de Química

Cinética Química

Prof. Dr. Alexandre Araújo de Souza

Discente: Amanda Caroline da Silva Soares (20179137070)

1ª Avaliação

Teresina-PI Agosto 2022

Exercícios Propostos

Página 44

1. Explique a diferença entre velocidade média e velocidade instantânea, para uma reação química, utilizando um exemplo.

É a razão entre a variação na concentração de um reagente, ou produto, e o intervalo de tempo, ∆t, correspondente. É válido lembrar que o sinal negativo é colocado para o reagente para que a velocidade de reação seja sempre um número positivo.

No exemplo, teremos a reação: 2HI(g) → H2(g) + I2(g)

Tempo/s	[HI](mol/L-1)
0	1
1,15	0,90
2,58	0,80
...	...
41,24	0,20
92,78	0,10

A velocidade média, 𝝊𝒎 da reação se relaciona com as velocidades médias de consumo dos reagentes e de formação dos produtos, dessa forma, 𝝊𝒎 é um número positivo e único para a reação.[pic 2]

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A velocidade instantânea, v, da reação relaciona-se com as velocidades instantâneas de consumo dos reagentes e de formação dos produtos. Dessa forma, v é um número positivo e único para a reação:

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2. Qual é a unidade de velocidade de reação?

Unidade de velocidade de reação = mol ∙ 𝐿 −1 ∙ 𝑠 −1

3. Na reação de oxidação da amônia (4NH3 + 5O2 ⇌ 4NO + 6H2O) a uma dada temperatura, a velocidade de consumo da NH3 é –0,20 mol L–1s–1, em um dado instante. Encontre:

(a) a velocidade de consumo do O2;

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(b) a velocidade de formação do NO;

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(c) a velocidade de formação da H2O;

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(d) a velocidade da reação.

A velocidade da reação é definida como sendo um número positivo. Foi calculado com base nas velocidades de consumo dos reagentes e de formação dos produtos, bem como na estequiometria da reação.

                                                                                                           [pic 8]

                                                                                                                0,05 mol.L–1.s–1

4 - Cite os fatores que afetam a velocidade de uma reação química e explique de que forma cada um deles afeta a velocidade de reação.

São quatro fatores:

1. O estado físico das substâncias reagentes: Reações que ocorrem inteiramente no estado gasoso, ou no estado líquido, são chamadas reações homogêneas. Reações que ocorrem na interface entre um gás e um sólido, ou entre um líquido e um sólido, são chamadas heterogêneas e dependem da área superficial do sólido. Quanto mais pulverizado o sólido, maior a área superficial. Consequentemente, maior a velocidade de reação.

2. As concentrações das substâncias reagentes: A velocidade de cada reação química depende de uma forma bastante particular. Em geral, aumentando-se a concentração de um reagente, aumenta-se a velocidade da reação. Entretanto, nem todos os reagentes contribuem para a velocidade de reação. E algumas reações não apresentam qualquer dependência com as concentrações dos reagentes.

3. A temperatura do meio reacional: Um aumento de temperatura provoca um aumento nas energias cinéticas de movimento das moléculas. Em consequência, as velocidades de reação aumentam. Essa é a razão para manter os alimentos sob refrigeração, para retardar as reações que levam à decomposição.

4. O uso de catalisadores: As reações químicas são aceleradas pela adição de pequenas quantidades de substâncias denominadas catalisadores. Essas substâncias não atuam como reagentes, sendo regeneradas à sua forma original ao final da reação.

5 - O que é uma lei de velocidade. Dê exemplos.

As leis de velocidade de reação, expressas matematicamente como a velocidade instantânea de reação, variam com as concentrações de reagentes e produtos. Desse modo, as velocidades iniciais de reação podem ser utilizadas para se determinar a lei de velocidade.[pic 9]

1° Lei de Velocidade: 𝑣 = 𝑘[𝐴]𝑚[𝐵]𝑛 

Para determinar a lei de velocidade, ordem 2 no reagente A:

𝑣 = 𝑘[𝐴]𝑚[𝐵]𝑛 = 𝑘[𝐴]2 [𝐵]0 = 𝑘[𝐴]2

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6 - Qual é a unidade da constante de velocidade para reação de ordem:

(a) zero; v=k[A]º=k 🡪 molar por segundo (M/s)

(b) um; v=k[A]¹=k 🡪 um por segundo (1/s)

(c) dois. v=k[A]²=k 🡪 um sobre molar/segundo (1/M.s)

7 - Uma lei de velocidade pode ser obtida a partir da estequiometria de uma reação global? Em caso negativo, de que forma a lei de velocidade pode ser obtida? Dê um exemplo.