Questões Sobre Cinética Química - Química - 2º ano do ensino médio

Sabendo-se que em uma reação química a velocidade média pode ser considerada como a velocidade mais lenta, ou seja, a velocidade de geração ou consumo da substância de menor coeficiente estequiométrico, e que a velocidade de consumo e formação dos outros compostos são proporcionais a mais lenta, pode-se concluir que a velocidade média da reação é igual à velocidade de consumo de O₂, ou seja, 2 mols/min.

Portanto, a resposta correta é a alternativa E.

Pela figura do enunciado, deve-se observar que a reação ocorre em duas etapas, a etapa rápida e a etapa lenta. A diferença entre essas duas etapas é a velocidade com que elas ocorrem: a etapa rápida é mais veloz pois sua energia de ativação é menor, e a lenta é mais demorada pois requer maior energia de ativação. A energia de ativação pode ser dada como o "pico" dos gráficos de "energia vs caminho da reação", assim, o gráfico esperado deve mostrar primeiro uma etapa rápida (energia de ativação baixa) e depois uma etapa lenta (energia de ativação alta). Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

Existem dois fatores que influenciam na velocidade da reação nestes experimentos, a temperatura e a superfície de contato do comprimido, a sua forma de adição.

Quanto maior for a temperatura de um sistema, mais rapidamente a reação ocorrerá pois mais moléculas tem energia maior que a energia de ativação.

Quanto maior for a superfície de contato entre  os reagentes, maior será a velocidade da reação, sendo que a superfície de contato do comprimido é maior quando este está moído.

Os experimentos I e III apresentam uma temperatura mais alta (40⁰C), entretanto, no experimento III o comprimido é adicionado moído, de forma que ambos os fatores contribuem para o aumento da velocidade da reação, sendo este o de velocidade maior.  Em sequência, temos o experimento I, realizado em temperatura alta, porém, com o comprimido inteiro, com uma velocidade intermediária, e por fim, o experimento II, que apresenta temperatura mais baixa (20ºC) e com o comprimido inteiro.

Portanto, temos que a velocidade de reação aumenta em ordem crescente na sequência II < I < III.

Desconsiderando a informação do enunciado, baseando-se somente na reação, a velocidade da reação é dada da seguinte forma:

v = K.[X]².[Z]

 

No enunciado, afirma-se que a velocidade independe da concentração de Z e dizer que a velocidade quadruplica quando X é dobrado, significa que a concentração de X está elevada ao quadrado. Com essas observações, chega-se que a velocidade de reação é dada por:

v = K.[X]²

 

Portanto, a resposta correta é a alternativa E.

A menor taxa de decomposição foi em A, 2 mol.ano^-1.

De acordo com a equação, para cada 2 mol de peróxido de hidrogênio (H₂O₂) que se decompõe forma-se um mol de oxigênio (O₂).

Logo, conclui-se que a velocidade media para a formação de O₂ foi para 1 mol.ano^-1.

O fator responsável pelo aumento na velocidade de absorção é a superfície de contato, pois a mesma massa de analgésico é dividida em partículas bem menores, o que aumenta a área superficial total, permitindo uma maior taxa absorção do remédio pelo organismo.

A questão trata da ordem da reação em relação aos reagentes. Para a resolução, cada reagente deve ser considerado isoladamente e verificar como a velocidade da reação é alterada quando a concentração deste reagente é modificada.

Analisando os experimentos 1 e 2, nota-se que mantendo-se constante a concentração de Cl₂ e dobrando-se a concentração de CO, dobra-se também a velocidade da reação, portanto a reação é de primeira ordem em relação ao CO.

Analisando os experimentos 2 e 3, nota-se que mantendo-se constante a concentração do CO e dobrando-se a concentração do Cl₂, quadruplica-se a velocidade da reação, portanto, a reação é de segunda ordem em relação ao Cl₂.

Conhecendo as ordens da reação em relação aos reagentes estabelecemos a lei da velocidade.

v = k [CO(g)]¹ [Cl₂(g)]² 

Desse modo, é possivel calcular K, por :

v = k [CO(g)]¹ [Cl₂(g)]2  → k = v/[CO(g)]¹ [Cl₂(g)]²

K = (0,09)/(0,12)(0,20)²

k = 18,8 L².mol^–2.s^–1

A questão aborda o tema da ordem de reação. Para resolvê-la, será necessário analisar o gráfico de duas formas:

I) Mantendo-se a pressao de H₂ constante à 100 mmHg, temos para uma pressão de 100 mmHg de óxido nítrico uma velocidade de aproximadamente 0,25 mmHgs^-1, já para a pressão de 200 mmHg de óxido nítrico temos a velocidade em 1,0 mmHgs^-1, ou seja dobrando-se a pressão do óxido quadruplica-se a velocidade da reação, logo a reação é de 2^a ordem em relação ao NO.

 

II)Agora mantendo-se a pressão de NO constante á 200 mmHg, nota-se que aumentando a pressão de H₂ de 50mmHg para 100mmHg há uma variação de velocidade de 0,5 para 1,0 mmHgs^-1, ou seja, dobrando-se a pressão de H₂, dobra-se também a velocidade da reação, portanto a reação é de 1^a ordem em relação ao H₂.

Sabe-se que a ação da enzima sacarase como catalisador tem máxima efetividade em pH neutro, ou seja, em torno de 7,0. À medida que o pH aumenta ou diminui, esta efetividade sofre redução, diminuindo a velocidade de reação. Isto resulta no gráfico IV, representado pela curva gaussiana, com máximo em pH em torno de 7,0.
No caso da catálise utilizando HCl, a ação deste ácido em pH entre 1,0 - 3,0 proporcionará maiores velocidades de reação. Isto ocorre devido à grande disponibilidade de íons H⁺ vinda da alta concentração de HCl na solução. Para maiores valores de pH, a velocidade de reação diminui linearmente, pois a concentração de íons H⁺ em, solução está diminuindo. Por esta razão o gráfico II representa a reação com HCl como catalisador.

Resposta correta: alternativa C.