Cola de quimica

7ª Lista de Exercícios de Química Geral - Cinética Química (com respostas)
Prof. Dr. Newton Luiz Dias Filho

1) Considere a combustão de H₂ (g): 2 H₂ (g) + O₂ (g) ? 2 H₂O (g). Se o hidrogênio é queimado à velocidade de 0,85 mol/s, qual é a velocidade de consumo de oxigênio? Qual é a velocidade de formação de vapor de água? R.: -Ä[O₂]/Ät = -Ä[H₂]/2Ät = 0,85 mol/s/2 = 0,43 mol/s. b) A reação 2 NO(g) + Cl₂ (g) ? 2 NOCl (g) é realizada em recipiente fechado. Se a pressão parcial de NO está diminuindo à velocidade de 23 torr/min, qual é a velocidade de variação da pressão total do recipiente? R.: A variação da pressão total é a soma das variações de cada pressão parcial. ÄP_T/Ät = -12 torr/min.

2) Você e seu parceiro de laboratório estão estudando a velocidade de uma reação, A + B ? C. Você faz medidas da velocidde inicial sob as seguintes condições:
Experimento 1 [A] = 1,0 mol/L [B] = 1,0 mol/L
Experimento 2 [A] = 2,0 mol/L [B] = 1,0 mol/L
a) Qual a concentração de reagente você usaria para o experimento 3 a fim de determinar a lei de velocidade, supondo que ela tivesse a forma, velocidade = k [A]^x [B]^y ? R.: As únicas restrições para o experimento 3 são que que [B] não pode ser 1,0 mol/L e [A] deve ser ou 1,0 mol/L ou 2,0 mol/L.
b) Para uma reação de forma A + B + C ? produtos, as seguintes observações são feitas : dobrando-se a concentração de A dobra-se a velocidade, e triplicando-se a concentração de B, não se altera a velocidade, triplicando-se a concentração de C aumenta-se a velocidade por um fator de 9. De qual fator a velocidade variará se as concentrações de A, B e C forem divididas pela metade? R.: V = 1/8 da velocidade original.

3) a) A decomposição na fase gasosa de SO₂Cl ₂, SO₂Cl ₂ (g) ? SO₂ (g) + Cl₂ (g), é um processo de primeira ordem. A 600 K a meia-vida para esse processo é de 2,3 x 10⁵ s. Qual é a constante de velocidade a essa temperatura? R.: k = 3,0 x 10^-6 s^-1.b) A 320 °C a constante de velocidade é 2,2 x 10^-5 s^-1. Qual é a meia-vida a essa temperatura? R.: t _1/2 = 3,15 x 10⁴ s.

4) A constante de velocidade de primeira ordem para a decomposição de N₂O ₅ (g), N₂O ₅ (g) ? 2 NO₂ (g) + O₂ (g), a 70 °C, é 6,82 x 10^-3 s^-1. Suponha que comecemos com 0,0250 mol de N₂O ₅ (g) em um volume de 2,0 L. a) Qual a quantidade de matéria de N₂O₅ restará depois de 2,5 min? R.: = 9,0 x 10^-3 mol. b) Quantos minutos serão necessários para que a quantidade de N₂O ₅ caia para 0,010 mol? R.: = 2,24 min. c) Qual é a meia-vida de N₂O ₅ a70 °C? R.: t _1/2 = 1,69 min.


5) Para o processo elementar N₂O ₅ (g) ? NO₂ (g) + NO₃ (g), a energia de ativação (E_a) e ÄEtotal são 154 kJ/mol e 136 kJ/mol , respectivamente. a) Esboce o perfil de energia para essa reação e rotule E_a e ÄE. b) Qual é a energia de ativação para a reação inversa? R.: E_a (inversa) = 18 kJ/mol.

6) Duas reações de primeira ordem têm a mesma constante de velocidade a 30 °C. A reação A tem uma energia de ativação de 45,5 kJ/mol; a reação B tem uma energia de ativação de 25,2 kJ/mol. Calcule a razão das constantes de velocidade, k_A/k_B, a 60 °C. R.: k_A/k_B = 0,4061/0,1965 = 2,07.

7) a) Qual é o significado do termo etapas elementares? b) Qual é a diferença entre uma etapa elementar unimolecular e uma bimolecular? c) O que é mecanismo de reação? d) Qual o significado do termo molecularidade? e) O que é um intermediário num mecanismo?

8) a) Explique a importância das enzimas nos sistemas biológicos. b) Quais as transformações químicas são catalisadas (i) pela enzima catalase; (ii) pela nitrogenase?

9) a) Qual parte do perfil de energia de uma reação é afetada por um catalisador? b) Qual é a diferença entre um catalisador homogêneo e um heterogêneo?

10) A energia de ativação de uma reação não-catalisada é 95 kJ/mol. A adição de um catalisador diminui a energia de ativação para 55 kJ/mol. Supondo que o fator de colisão permaneça o mesmo, por qual fator o catalisador aumenta a velocidade de reação a (a) 25 °C; R.: k_c/k = 1,0 x 10⁷. (b) 125 °C. R.: k_c/k = 1,8 x 10⁵.

8ª Lista de Exercícios de Química Geral - Equilíbrio Químico (com respostas)
Prof. Dr. Newton Luiz Dias Filho

1) a) Dê a base conjugada dos seguintes ácidos de Bronsted-Lowry: a) H₂SO₃; b) NH₄⁺.
b) Dê o ácido conjugado das seguintes bases de Bronsted-Lowry: a) HAsO₄^2- ; b) SO₄^2- .

2) Calcule [OH^-] para cada uma das seguintes soluções e indique se a solução é ácida , básica ou neutra: a) [H⁺] = 0,0041 mol/L; b) [H⁺] = 3,5 x 10^-9 mol/L; c) Uma solução na qual [H⁺] seja dez vezes maior que [OH^-].

3) A constante de dissociação ácida para o ácido hipocloroso (HClO) é 3,0 x 10^-8. Calcule as concentrações de H₃O⁺, ClO¯ e HClO no equilíbrio quando a concentração inicial de HClO for 0,0075 mol/L.

4) a) Escreva uma equação para reação na qual H₂C₆O₅H₇¯(aq) atua como uma base em H₂O(l). b) Escreva uma equação para a reação na qual H₂C₆O₅H₇¯(aq) atua como um ácido em H₂O(l). c) Qual é o ácido conjugado de H₂C₆O₅H₇¯ ? Qual é a sua base conjugada?

5) O óxido de deutério (D₂O, onde D é o deutério, o isótopo do hidrogênio-2) tem uma constante de produto iônico K_w de 8,9 x 10^-16 a 20 °C. Calcule [D⁺] e [OD¯] para D₂O puro (neutro) a essa temperatura.

6) Calcule a concentração de uma solução aquosa de NaOH que tem um pH de 11,50.

7) Calcule a concentração em quantidade de matéria de íons [OH¯] em uma solução de 1,15 mol/L de íon hipobromito (BrO¯; K_b 4,0 x 10^-6). Qual é o pH dessa solução?

8) O K_ps de Ba(IO₃)₂ a 25 ºC é 6,0 x 10^-10. Qual é a solubilidade do Ba(IO₃)₂, do Ba²⁺ e do IO₃^- ?

9) Uma amostra de 20,0 mL de uma solução de 0,200 mol/L de HBr é titulada com uma solução de 0,200 mol/L de NaOH. Calcule o pH da solução depois que foi adicionado 30,0 mL de base.

10) Calcule a concentração em quantidade de matéria de íons OH^- em uma solução de 0,075 mol/L de etilamina (C₂H₅NH₂) (K_b= 6,4 x 10^-4). Calcule o pH dessa solução.

11) Dado que Ka para o ácido acético é 1,8 x 10^-5 e que Ka para o ácido hipocloroso é 3,0 x 10^-8, calcule os valores de K_b para o C₂H₃O₂^- e para o ClO^- , e informe qual é a base mais fraca?

12) Calcule o pH da seguinte solução: 0,210 mol/L de piridina (C₅H₅N) e 0,350 mol/L de nitrato de piridínio (C₅H₅NHCl).