TQD 8/2012 – QUÍMICA 2

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" Pouca coisa é necessária para transformar inteiramente uma vida: amor no coração e sorriso nos lábios.."

Martin Luther King Jr.

CINÉTICA QUÍMICA – PARTE 01

1. (UERJ 2011) A irradiação de micro-ondas vem sendo utilizada como fonte de energia para determinadas reações químicas, em substituição à chama de gás convencional. Em um laboratório, foram realizados dois experimentos envolvendo a reação de oxidação do metilbenzeno com KMnO4 em excesso. A fonte de energia de cada um, no entanto, era distinta: irradiação de micro-ondas e chama de gás convencional. Observe, no gráfico abaixo, a variação da concentração de metilbenzeno ao longo do tempo para os experimentos:

Observe, agora, a equação química que representa esses experimentos:

Para o experimento que proporcionou a maior taxa de reação química, determine a velocidade média de formação de produto, nos quatro minutos iniciais, em g.L-1.min-1. Em seguida, calcule o rendimento da reação.

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2. (UNESP 2005) Há décadas são conhecidos os efeitos dos CFCs, ou freons, na destruição da camada de

ozônio da atmosfera terrestre. Acredita-se que a diminuição da quantidade de O3 na atmosfera seja responsável

pelo aumento na incidência de câncer de pele, pois a radiação ultravioleta não mais é bloqueada com a mesma

eficiência. A ação destes gases, como o CF2Cℓ2, inicia-se com a produção de átomos de cloro livres (Cl*), pela

interação das moléculas do gás com a radiação solar, seguindo-se as reações:

1a etapa: O3 + Cℓ* O2 + CℓO*

2a etapa: CℓO* + O3 2O2 + Cl*

a) Escreva a equação global para esta reação e identifique o produto formado.

b) Considere a afirmação: "O mecanismo proposto para a destruição da camada de ozônio equivale a uma

reação catalisada". Justifique esta afirmação e identifique o catalisador.

3. (UFSCar) À temperatura ambiente, a reação química entre eteno e hidrogênio, ambos gasosos, é exotérmica.

A reação é muito lenta, mas pode ser acelerada quando se adiciona um metal em pó, como níquel, paládio ou

platina.

a) Escreva a equação química balanceada da reação que ocorre e explique por que a reação é acelerada pela

adição do metal.

b) Esquematize um diagrama de energias, indicando as entalpias de reagentes e produto, relacionando-as com o

calor de reação. Localize no diagrama a energia de ativação antes e depois da adição do metal.

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4. (UFMG - adaptada) Um grupo de estudantes foi encarregado de investigar a reação do brometo de ter-butila

(composto I) com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, que resulta na formação de álcool ter-butílico

(composto II) como representado nesta equação:

(CH3)3C - Br + OH- (CH3)3C - OH + Br-

I II

Para isso, eles realizaram cinco experimentos,

O mecanismo proposto para essa reação envolve duas etapas - a primeira mais lenta que a segunda:

1. Primeira etapa (lenta): (CH3)3C - Br + OH- (CH3)3C+ + OH- + Br-

2. Segunda etapa (rápida): (CH3)3C+ + OH- + Br- (CH3)3C - OH + Br-

Analise os diagramas da figura abaixo, em que se apresenta a energia do sistema inicial, [(CH3)3C-Br + OH-],

do sistema intermediário, [(CH3)3C+ + OH- + Br-], e do sistema final, [(CH3)3C - OH + Br-]. Considere a

velocidade relativa das duas etapas dessa reação.

A) Assinalando com um X o número correspondente, INDIQUE qual dos diagramas - I ou II - representa

corretamente a energia de ativação das duas etapas.

B) INDIQUE, por meio de setas, diretamente no diagrama que você indicou como o correto, a energia de

ativação das duas etapas. JUSTIFIQUE sua resposta.

O diagrama correto é o:

I. ( )

II.( )

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5. (UFMG) Uma chama queima metano completamente, na razão de 2L/min, medidos nas CNTP. O calor de

combustão do metano é 882kJ/mol.

a) CALCULE a velocidade de liberação de energia.

b) CALCULE, em mol/min, a velocidade de produção de gás carbônico.

c) CALCULE a massa de oxigênio consumida em 20 minutos.

Caro aluno, para seu aperfeiçoamento, recomendamos a resolução das seguintes atividades da apostila de questões discursivas:

Pags. 83 a 85: atividades 1 a 11.

Deus te abençoe!!! Sucesso e bons estudos!!!

Equipe de Química – CE Charles DARWIN.

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CINÉTICA QUÍMICA – PARTE 01 - RESPOSTAS

Resposta da questão 1: De acordo com o gráfico temos a seguinte variação no consumo de reagente: 2,0 – 1,2 = 0,8 mol.L−1.

Produto formado: 0,8 mol.L−1 Massa molar do produto: 12 x 7 + 6 x 1 + 16 x 2 = 122 g.mol−1. Cálculo da velocidade média de formação de produto: Δm = 0,8 122 g.mol-1 = 97,6 g Δ T = 4 minutos.

197,6 gmv 24,4 g.min

T 4 min.

Cálculo do rendimento:

12,0 mol.L  

1

100 %

0,8 mol.L X %

X 40 % 

Resposta da questão 2:

a) O3 + Cl* O2 + ClO* (primeira etapa)

ClO* + O3 O2 + Cl* (segunda etapa)

Somando as duas equações, temos a global:

2O3 3O2

O produto formado é o gás oxigênio.

b) O Cl* é o catalisador, pois é consumido na 1a etapa e regenerado na 2a etapa do processo. Resposta da questão 3:

a) CH2 = CH2(g) + H2(g) CH3 - CH3(g) ∆H < 0

A reação é acelerada pela adição de níquel, paládio

ou platina, pois esses metais promovem a catálise

do processo, abaixando a energia de ativação da

reação.

b) Observe o gráfico a seguir:

Resposta da questão 4:

A velocidade da reação global depende da etapa

mais lenta:

(CH3)3C - Br + OH (CH3)3C+ + OH + Br

Concluímos que a etapa mais lenta deve apresentar

maior energia de ativação, pois demora mais

para acontecer. O diagrama correto é o II.

Justificativa: a energia de ativação da etapa lenta é maior do que a da etapa rápida. O diagrama correto é o II. Observe a figura:

Resposta da questão 5:

a) V = 78,75 kJ/min

b) V = 0,089 mol/min

c) m = 113,92 g