01) A reação do relógio de iodo é bastante comum em feiras de ciências e em demonstrações didáticas.
Nela, a ocorrência de várias reações que envolvem Iodo e compostos, contendo enxofre em diversos estados de oxidação, leva à formação de uma coloração azul súbita, dependente da concentração dos reagentes. Uma possibilidade de realização dessa reação usa persulfato, tiossulfato e iodeto, e, nesse caso, uma das etapas é a reação entre o íon persulfato (S2O82-) e o íon iodeto (I-), cuja velocidade de decomposição do persulfato foi determinada e encontra-se na tabela abaixo.
Experimento Concentrações iniciais (mol.L-1) Velocidade S2O82- inicial (mol.L-1.s-1)
S2O82- I-
1 0,08 0,16 0,512
2 0,08 0,32 1,024
3 0,32 0,16 2,048
4 0,16 0,40 X
Assinale a alternativa que apresenta a velocidade inicial “X” do experimento 4, em mol L-1 s-1, tendo em vista as condições expressas acima.
(A) 0,512 B) 2,048 (C) 2,560 (D) 6,400 (E) 8,120
Resumos teóricos
Velocidade de uma reação (v): também conhecida como lei cinética é calculada levando em consideração a concentração dos reagentes (A e B) em um certo momento, a ordem da reação referente a cada reagente e a constante de velocidade.
Ordem da reação (α e β): expressa a influência da variação da concentração dos reagentes na velocidade da reação. Valor determinado experimentalmente.
Constante de velocidade (K): constante de proporcionalidade (velocidade) da reação, seu valor depende da temperatura, da superfície de contato e da presença de um catalisador.
Lei cinética da velocidade: v = K . [A]α . [B]β
Resolução do teste
A comparação entre os experimentos 1 e 3 mostra que a velocidade é também diretamente proporcional à concentração do persulfato (também com ordem parcial 1 = β), pois quando a concentração do persulfato dobra a velocidade também dobra.
Assim, a velocidade pode ser expressa como: v = k [S2O82-]1 x [I1-]1
Vamos usar o experimento 1: v = 0,512; [S2O82-]1 = 00,8 e [I1-]1 = 0,16
v = k [S2O82-]1 x [I1-]1 => 0,512 = K . 0,08 . 0,16 = 40
Velocidade inicial “X”: v = k.[S2O82-]1. [I1-]1 => v = 40 x 0,16 x 0,40 = 2,56
Resposta: letra C
02) Em um estudo de tratamento de efluentes líquidos por eletrodiálise com diferentes concentrações iniciais de Cu2+, foram obtidos os seguintes dados de velocidade de migração (V) de Cu2+ para o compartimento catódico, em função do tempo.
Experimento Concentração inicial de Cu2+ (mol/L) V inicial (mol/L.min)
Experimento 1 0,003 1,2
Experimento 2 0,012 4,8
Experimento 3 0,024 9,6
Com base nos dados, conclui-se que a ordem de reação e o valor da constante de velocidade, em min-1, são, respectivamente,
a) 1 e 400 b) 2 e 400 c) 1 e 0,0025 d) 2 e 0,0025
Resumos teóricos
Velocidade de uma reação (v): também conhecida como lei cinética é calculada levando em consideração a concentração dos reagentes (A e B) em um certo momento, a ordem da reação referente a cada reagente e a constante de velocidade.
Ordem da reação (α e β): expressa a influência da variação da concentração dos reagentes na velocidade da reação. Valor determinado experimentalmente.
Constante de velocidade (K): constante de proporcionalidade (velocidade) da reação, seu valor depende da temperatura, da superfície de contato e da presença de um catalisador.
Lei cinética da velocidade: v = K . [A]α
Resolução do teste
Assim, a velocidade pode ser expressa como: v = k [Cu2+]1
Vamos usar o experimento 1: v = k [Cu2+]1 => 1,2 = K . [0,003]1
K = 1,2 / 0,003 = 400
Resposta: letra A
03) O tempo de meia-vida é definido como o tempo necessário para que a concentração inicial de reagente seja reduzida à metade. Uma reação química do tipo A => B tem a concentração do reagente A e a velocidade instantânea de decomposição monitoradas ao longo do tempo, resultando na tabela abaixo.
t (min) [A] (mol .L–1 ) v (mol .L–1 .min–1 )
0 1,20 0,0832
5 0,85 0,0590
10 0,60 0,0416
15 0,42 0,0294
20 0,30 0,0208
A ordem dessa reação e o tempo de meia vida do reagente A são, respectivamente,
a) ordem zero, 5 minutos b) primeira ordem, 5 minutos c) primeira ordem, 10 minutos
d) segunda ordem, 5 minutos e) segunda ordem, 10 minutos
Resumos teóricos
ORDEM: são os expoentes da equação de velocidade que representam a influência da variação da concentração do reagente na velocidade instantânea da reação.
Seja a reação: A(g) => B(g)
Equação da velocidade instantânea => v = K . [A]x , que representa o produto entre a constante de velocidade (K) e a concentração do reagente (A) elevada a um expoente “x” que representa da ordem da reação em relação ao reagente A.
Meia vida: é o tempo necessário para que a metade da quantidade de amostra desapareça.
Resolução do teste
t (min) [A] (mol L–1) v (mol L–1 min–1)
0 1,20 0,0832
5 0,85 0,0590
10 0,60 0,0416
15 0,42 0,0294
20 0,30 0,0208
Velocidade no tempo zero => v = K . [1,20]x = 0,832
Velocidade no tempo 10 minutos => v = K . [0,6]x = 0,416
Velocidade no tempo 20 minutos => v = K . [0,3]x = 0,208
A escolha dos tempos foi visando facilidade no cálculo matemático (0,3 é a metade de 0,6 e este é a metade de 1,20).
Observe que a concentração ficou a metade após 10 minutos e a velocidade também e ao passar mais 10 minutos ficou novamente a metade, ou seja a velocidade é diretamente proporcional a variação da concentração do reagente.
Ordem da reação: para o cálculo dar a metade o valor de “x” deve ser igual a 1, ou seja reação de primeira ordem em relação ao reagente A.
Tempo de meia vida é igual a 10 minutos.
Resposta: letra C
04) Na reação NO2(g) + CO(g) => CO2(g) + NO(g)
A lei cinética é de segunda ordem em relação ao dióxido de nitrogênio e de ordem zero em relação ao monóxido de carbono. Quando, simultaneamente, dobrar-se a concentração de dióxido de nitrogênio e reduzir-se a concentração de monóxido de carbono pela metade, a velocidade da reação
a) será reduzida a um quarto do valor anterior b) será reduzida à metade do valor anterior c) não se alterará d) duplicará e) aumentará por um fator de 4 vezes
Resolução do teste
A lei cinética é de segunda ordem em relação ao dióxido de nitrogênio significa que na equação de velocidade terá expoente igual a 2 e de ordem zero em relação ao monóxido de carbono significa que na equação de velocidade terá expoente igual a zero
Velocidade: v = K . [NO2]2 . [CO]0
Ordem zero significa que qualquer variação da concentração de monóxido de carbono elevado no expoente zero será igual a 1 e não vai alterar a velocidade da reação.
Segunda ordem significa que qualquer variação da concentração do dióxido de nitrogênio será elevada no expoente dois (ao quadrado) e a velocidade da reação aumenta na mesma proporção.
Resposta: letra E
