Compêndio II - 3 Bimestre 2021 QUÍMICA ORGÂNICA + -

GOVERNO DO ESTADO DO PARÁ SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO

A.O.S. DIOCESE DE ABAETETUBA E.E.E.F.M SÃO FRANCISCO XAVIER

COMPONENTE CURRICULAR: QUÍMICA ANO/SÉRIE: 3ª SÉRIE PROFESSOR(A): MÁLISON LOBATO

ALUNO (A): TURMA:

Compêndio II - 3° Bimestre 2021

QUÍMICA ORGÂNICA - Propriedades Físicas de

Compostos Orgânicos

1. Solubilidade: depende da polaridade das substâncias envolvidas.

Análise da polaridade das ligações e das moléculas:

➢ POLARIDADE DAS LIGAÇÕES:

- Numa ligação covalente dependendo da diferença de eletronegatividade entre os átomos podemos ter:

• Ligação Covalente Polar: é quando unimos átomos de eletronegatividade diferentes e ocorre normalmente entre átomos de elementos químicos diferentes.

Ex: H

C — Cl, H

C — O — H, H

C — O CH

, H

C — NH

...

OBS: Quanto maior a diferença de eletronegatividade entre os átomos, maior a polarização da ligação.

• Ligação Covalente Apolar: é quando

unimos átomos de mesma

eletronegatividade e ocorre normalmente entre átomos do mesmo elemento químico.

Ex: O = O (O

), N = N (N

), *H

C — CH

Ligação C — C covalente apolar

➢ POLARIDADE DAS MOLÉCULAS: Numa ligação covalente dependendo da polaridade da molécula podemos ter:

• Momento Dipolar: ( u ): é a grandeza que mede a polaridade de uma molécula através da tendência que a mesma possui de orientar-se no campo elétrico.

Ex: Comportamento das moléculas polares e apolares no campo elétrico.

• Regras Básicas para Determinar Polaridade de Moléculas Orgânicas 1º) São apolares Todos os

hidrocarboneto (HC) e alguns haletos como o ccl

.

+ -

Molécula Polar Molécula Apolar Possui pólos definidos

( u = 0 )

Distribuição de carga assimétrica ou não uniforme

Não possui pólos definidos ( u = 0 )

Distribuição de carga simétrica ou uniforme

ou

-

+ + + +

Desligado - - - -

+ + + +

Ligado - + - +

- - - -

"Quando maior essa tendência, maior é o momento dipolar da molécula e maior a sua polaridade".

+- -+

Ex: Alcanos, alcenos, alcinos, alcadienos, ciclanos, ciclenos e HC aromáticos.

OBS: Devido o carbono e o hidrogênio, possuírem aproximadamente a mesma eletronegatividade, a contribuição das ligações C — H para o dipolo total da molécula e desprezível.

2º) O restante das funções orgânicas, “em geral”, são moléculas "polares".

Ex: Álcool, éter, aldeído, cetona, fenol, ácido carboxílico, éster, aminas, amidas, nitrocompostos e haletos orgânicos.

OBS: Considerando os momentos de ligação como vetores, podemos, com a aplicação da geometria molecular, observar que momentos de ligação  não se cancelam ( u

 O) e, quando = se cancelam ( u = O).

IMPORTANTE!!!

1º) Para certos haletos orgânicos com 4 ligantes, se todos os ligantes forem iguais à molécula será “apolar”.

2º) No caso abaixo, se pelo menos um dos ligantes for diferente a molécula será

“polar”.

OBS: De um modo geral, os compostos orgânicos são menos polares que os inorgânicos, o que se deve à presença de carbono e hidrogênio dos compostos orgânicos.

❖ Regra de solubilidade: “Semelhante dissolve semelhante”.

• Soluto apolar tende a se dissolver bem em solvente apolar;

Ex: Gasolina (HC) + querosene (HC)

• Soluto polar tende a se dissolver bem em solvente polar;

Ex: Álcool + água

• Soluto apolar não tende a se dissolver em solvente polar.

Ex: Gasolina (HC) + água Petróleo (HC) + água

IMPORTANTE!!!

❖ Solubilidade em água:

• Grupos hidrófobos: São as partes apolares de uma molécula e que contribuem para que o composto não se dissolva bem em água.

• Grupos hidrófilos: São as partes polares de uma molécula e que contribuem para que o composto se dissolva bem em água.

OBS: O etanol é solúvel tanto em água quanto em gasolina.

➢ Polaridade e solubilidade em água

Em um composto polar, quanto maior for a cadeia carbônica (região hidrofóbica), menor será a polaridade e a solubilidade em água.

EX:

H C C

C

C

C

C C

C

C

H H C

C C

( I ) ( II ) ( III )

H₃C OH

metanol

H

C CH

OH

Etanol

H₃C CH₂ CH₂ OH Propan-1-ol

Butan-1-ol

H

C CH

OH

Parte apolar (Região hidrofóbica)

Parte polar (Região hidrofílica)

A U M E N T A

O

T A M A N H O D A

OBS: À medida que aumenta o tamanho da cadeia (nº de carbonos), diminui a polaridade e a solubilidade em água.

• O álcool mais polar e mais solúvel em água é o metanol.

• O álcool menos polar e menos solúvel em água é o pentan-1-ol.

2. Ponto de ebulição (P.E)

- Os pontos ebulição são influenciados por dois Fatores:

2.1 Forças ou interações

intermoleculares: Para análise de compostos de funções diferentes.

2.2 Massa molar (tamanho da cadeia):

Para análise de compostos de mesma função.

2.1 Forças ou interações intermoleculares: Resultam das ligações entre moléculas no estado líquido e sólido, sendo as mesmas responsáveis por manter as moléculas unidas num líquido e num sólido.

OBS: Não há sentido em falarmos em forças intermoleculares no estado gasoso ideal, pois as moléculas estão bastante isoladas, isto é, não ligadas entre si ( T  P).

• Tipos de forças intermoleculares:

a) Dipolo Instantâneo - Dipolo Induzido ou forças de Dispersão de London (Forças de Van Der Waals): são ligações existentes entre moléculas “apolares” no estado líquido e sólido (ocorre também, entre gases nobres).

Essas interações ocorrem em todos os hidrocarbonetos e em alguns haletos como o CCL

.

Ex: Moléculas de Octano (C

H

)

“Devido o movimento natural do e

, a eletrosfera pode sofrer deformações momentânea, que existe em um pequeno espaço de tempo”.

OBS: Observa-se uma distorção das nuvens eletrônicas das moléculas apolares, originando dipolos induzidos ou momentâneos.

b) Dipolo Permanente – Dipolo Permanente ou Dipolo – Dipolo (Forças de Van Der Waals): são ligações existentes entre moléculas “polares” no estado líquido e sólido.

Essas interações ocorrem em compostos sem hidrogênio no grupo funcional como:

cetonas, aldeídos, éteres, ésteres e os demais haletos.

Ex

: Etanal (Aldeído)

Dipolo - Dipolo

Ex

: Propanona (Cetona)

Dipolo - Dipolo

C

H

+ +

_ +

+ + +

+ + +

+ + _ _

_ _ _

+ + +

+ + _ _

_ _

_

_ _ )) (( _ _

+  _ +  _

ATRAÇÃO FRACA

"MOLÉCULA APOLAR ISOLADA" DIPOLOS INDUZIDOS Distribuíção Uniforme da Nuvem Eletrônica "Dipolos Momentâneos"

H

C O H

C

+

(( − )) (( H

C ^{+ −} ))

C O H

Atração média

C O H

C

+

(( − )) (( H

C ^{+ −} ))

C O

H

C H

C

Ex

: Cloro-metano (Halelos orgânicos)

Dipolo - Dipolo

OBS: Observa-se que pólo de uma molécula atrai o pólo da outra e vice-versa.

c) Pontes ou Ligações de Hidrogênio: são ligações existentes entre moléculas

“polares”, onde o hidrogênio (pólo positivo) está ligado ao F, O e N (pólo negativo) que são altamente eletronegativos, originando dipolos acentuados.

Essas interações ocorrem em funções com hidrogênio no grupo funcional, como:

Álcool, fenol, ácido carboxílico, aminas e amidas.

Ex

: Metil Amina (Aminas)

Ex

: Etanol (Álccois)

Ex

: Ácido Etanóico (Ácidos carboxílicos)

OBS.: Nos ácidos carboxílicos há duas possibilidades de formação de ligação de hidrogênio entre suas moléculas, logo, eles apresentam  P.E que os álcoois de massas moleculares semelhantes.

❖ Resumindo:

- Quanto mais intensa a força intermolecular maior o ponto de ebulição.

De um modo geral, podemos resumir a escala decrescente dos P.E do seguinte modo.

OBS: Em geral, na comparação dos P.E através das forças intermoleculares, os compostos analisados devem apresentar pesos moleculares próximos ou número de carbonos próximos (com uma diferença de no máximo dois carbonos)

- Comparação dos P.E nos principais compostos em ordem decrescente em compostos com mesmo número de carbonos.

OBS: Em aminas com mesmo número de carbonos temos:

Amina 1ª ˃ Amina 2ª ˃ Amina terciária

EX:

(( ^{H + 3 C C −} )) (( ^{H + 3 C C −} ))

H

C H

N

⁺

H

N H H

CH

⁺



-

-

LIG. HIDROGÊNIO

H₅C₂ H

O O

⁻

-

H C₂H₅

+

LIG. HIDROGÊNIO

H₃C C

O H O

C CH₃

H O O

⁻ ⁺ ⁻

⁻ ⁺ ⁻

L. H.

H O C CH₃ O

⁺ ⁻

O O

H C

CH₃

⁺

− L. H.

Composto Pontos de ebulição

+ 47,8°

+7,9°

+ 2,9°

2.2. Massa molar (tamanho da cadeia) Para moléculas pertencentes à mesma função, quanto maior a massa molecular (tamanho da cadeia), maior P.E.

Ex:

I.

II.

III.

IV.

• Ordem decrescente de P.E: IV ˃ III ˃ II ˃ I

OBS: Para compostos isômeros pertencentes à mesma função, quanto maior a superfície de contato (- esférica) entre as moléculas, maior o P.E.

Ex:

F.M (I,II,III) = C

H

• Ordem decrescente de P.E: I ˃ II ˃ III

OBS: Quanto maior a superfície de contato entre as moléculas maior a força de atração, isto é, mais difícil de quebrar as interações e maior o P.E da substância.

P.E = 36º C ( I )

P.E = 28º C ( II )

P.E = 10º C ( III )

CH₄

H₃C CH₃

H₃C CH₂ CH₂ CH₃ H₃C CH₂ CH₃

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Compêndio II - 3° Bimestre 2021

Exercícios

01. No processo de industrialização da mamona, além do óleo que contém vários ácidos graxos, é obtida uma massa orgânica, conhecida como torta de mamona.

Esta massa tem potencial para ser utilizada como fertilizante para o solo e como complemento em rações animais devido a seu elevado valor proteico. No entanto, a torta apresenta compostos tóxicos e alergênicos diferentemente do óleo da mamona. Para que a torta possa ser utilizada na alimentação animal, é necessário um processo de descontaminação. Revista Química Nova na Escola. V. 32, no 1, 2010 (adaptado).

A característica presente nas substâncias tóxicas e alergênicas, que inviabiliza sua solubilização no óleo de mamona, é a:

a) lipofilia b) hidrofilia c) hipocromia d) cromatofilia e) hiperpolarização

02. Pesticidas são substâncias utilizadas para promover o controle de pragas. No entanto, após sua aplicação em ambientes abertos, alguns pesticidas organoclorados são arrastados pela água até lagos e rios e, ao passar pelas guelras dos peixes, podem difundir-se para seus tecidos lipídicos e lá se acumularem. A característica desses compostos, responsável pelo processo descrito no texto, é o(a):

a) baixa polaridade.

b) baixa massa molecular.

c) ocorrência de halogênios.

d) tamanho pequeno das moléculas.

e) presença de hidroxilas nas cadeias.

03. Um método para determinação do teor de etanol na gasolina consiste em misturar volumes conhecidos de água e de gasolina em um frasco específico. Após agitar o frasco e aguardar um período de tempo, medem-se os volumes das duas fases imiscíveis que são obtidas: uma orgânica e outra aquosa. O etanol, antes miscível com a gasolina, encontra-se agora miscível com a água. Para explicar o comportamento do etanol antes e depois da adição de água, é necessário conhecer

a) a densidade dos líquidos.

b) o tamanho das moléculas.

c) o ponto de ebulição dos líquidos.

d) os átomos presentes nas moléculas.

e) o tipo de interação entre as moléculas.

04. Alguns materiais poliméricos não podem ser utilizados para a produção de certos tipos de artefatos, seja por limitações das propriedades mecânicas, seja pela facilidade com que sofrem degradação, gerando subprodutos indesejáveis para aquela aplicação. Torna-se importante, então, a fiscalização, para determinar a natureza do polímero utilizado na fabricação do artefato.

Um dos métodos possíveis baseia-se na decomposição do polímero para a geração dos monômeros que lhe deram origem. A decomposição controlada de um artefato gerou a diamina H2N(CH2)6NH2 e o diácido HO2C(CH2)4CO2H. Logo, o artefato era feito de

a) poliéster.

b) poliamida.

c) polietileno.

d) poliacrilato.

e) polipropileno.

05. Em uma planície, ocorreu um acidente ambiental em decorrência do derramamento de grande quantidade de um hidrocarboneto que se apresenta na forma pastosa à temperatura ambiente. Um químico ambiental utilizou uma quantidade apropriada de uma solução de para-dodecil- benzenossulfonato de sódio, um agente tensoativo sintético, para diminuir os impactos desse acidente. Essa intervenção produz resultados positivos para o ambiente porque:

a) promove uma reação de substituição no hidrocarboneto, tornando-o menos letal ao ambiente.

b) a hidrólise do para-dodecil- benzenossulfonato de sódio produz energia térmica suficiente para vaporizar o hidrocarboneto.

c) a mistura desses reagentes provoca a combustão do hidrocarboneto, o que diminui a quantidade dessa substância na natureza.

d) a solução de para-dodecil- benzenossulfonato possibilita a solubilização do hidrocarboneto.

e) o reagente adicionado provoca uma solidificação do hidrocarboneto, o que facilita sua retirada do ambiente.

06. Com o objetivo de substituir as sacolas de polietileno, alguns supermercados têm utilizado um novo tipo de plástico ecológico, que apresenta em sua composição amido de milho e uma resina polimérica termoplástica, obtida a partir de uma fonte petroquímica.

ERENO, D. Plásticos de vegetais. Pesquisa Fapesp, n. 179, jan. 2011 (adaptado).

Nesses plásticos, a fragmentação da resina polimérica é facilitada porque os carboidratos presentes

a) dissolvem-se na água.

b) absorvem água com facilidade.

c) caramelizam por aquecimento e quebram.

d) são digeridos por organismos decompositores.

e) decompõem-se espontaneamente em contato com água e gás carbônico.

07. O estudo de compostos orgânicos permite aos analistas definir propriedades

físicas e químicas responsáveis pelas características de cada substância descoberta. Um laboratório investiga moléculas quirais cuja cadeia carbônica seja insaturada, heterogênea e ramificada. A fórmula que se enquadra nas características da molécula investigada é

a) CH3–(CH)2–CH(OH)–CO–NH–CH3 . b) CH3–(CH)2–CH(CH3 )–CO–NH–CH3 . c) CH3–(CH)2–CH(CH3 )–CO–NH2 . d) CH3–CH2–CH(CH3 )–CO–NH–CH3 . e) C6H5–CH2–CO–NH–CH3

08. Os representantes dos compostos dessa função orgânica são oxigenados. Têm caráter relativamente ácido, porém, menos ácido que os ácidos carboxílicos. Em geral, eles são pouco solúveis ou insolúveis em água, mas os seus sais são bem mais solúveis. Alguns são utilizados como desinfetantes e na produção de resinas. As características apontadas anteriormente estão associadas à função:

a) álcool.

b) aldeído.

c) cetona.

d) éter.

e) fenol.

09. Observe os quatro compostos que seguem.

A ordem decrescente de solubilidade em água desses compostos é

a) 1 - 2 - 3 - 4.

b) 1 - 2 - 4 - 3.

c) 2 - 1 - 4 - 3.

d) 3 - 4 - 1 - 2.

e) 3 - 4 - 2 - 1.

10. O dietil éter (CH3CH2OCH2CH3) possui ponto de ebulição 36°C, enquanto o butan-1- ol (CH3CH2CH2CH2OH) possui ponto de ebulição 111°C. O butan-1-ol possui ponto de ebulição maior porque:

a) possui maior densidade.

b) apresenta maior massa molar.

c) forma pontes de hidrogênio intermoleculares.

d) apresenta maior cadeia carbônica.

e) as forças intermoleculares predominantes são do tipo van der Waals.

11. (UFMG) A figura que melhor representa a evaporação do metano é:

12. (Fatec-SP) O composto que apresenta molécula apolar e pode ser usado como combustível é:

a) CO

b) CCl

c) CH

OH d) C

H

e) NH

13. (Cesgranrio-RJ) A interação entre as bases citosina e guanina como parte formadora da cadeia em dupla hélice da molécula do ADN é representada a seguir:

Identifique a opção correspondente ao tipo de interação que ocorre entre as moléculas das bases (linhas pontilhadas).

a) ligação iônica.

b) força de Van der Waals.

c) ligação covalente polar.

d) ligação covalente apolar e) ponte de hidrogênio.

14. (Centec-BA) A interação representada na estrutura a seguir é:

a) dipolo induzido.

b) íon-dipolo.

c) dipolo-dipolo.

d) ponte de hidrogênio.

e) dipolo-hidrogênio.

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QUÍMICA CINÉTICA QUÍMICA

Por que precisamos conhecer este assunto?

- A cinética química nos dá subsídios para entender como as reações químicas ocorrem em nível atômico, nos levando ao coração da química, permitindo-nos, por exemplo, a construirmos modelos para os processos naturais que influenciam o nosso clima (a atmosfera e os efeitos nocivos dos poluentes), bem como também na biologia e na medicina, pois a saúde representa um balanço entre um grande número de reações que ocorrem em nosso organismo.

- O desenvolvimento de catalisadores e inibidores também é um ramo da cinética química que é crucial para solução de problemas importantes, tais como a fome no mundo e a preparação de novos combustíveis, pois quem já não desejou que a cicatrização de feridas, o cozimento de batatas, o endurecimento do concreto, o crescimento de plantas e a desintegração de plásticos e outros objetos jogados no lixo

ocorressem mais rapidamente? E quem não desejou que transformações tais como o estrago de alimentos, a queima de velas, o rachamento e o descascamento de pinturas e a ferrugem da lataria dos automóveis ocorressem um pouco mais lentamente?

1. CONCEITO: é o estudo das velocidades e mecanismos das reações químicas e os fatores que a afetam (influenciam).

IMPORTANTE!!

O principal objetivo da Cinética Química é controlar as velocidades das reações, tornando-as mais rápidas ou mais lentas com base no mecanismo das reações, onde o mesmo fornece informações valiosas de como as reações químicas ocorrem na realidade.

2- VELOCIDADE MÉDIA DE UMA REAÇÃO

2.1- Velocidade Média de Consumo de

Reagentes ou Formação de Produtos:

[ΔQA] Δt

[ΔQ]

[ΔQB] Δt

[ΔQC] [ΔQD]

Δt Δt

Δt [ΔQ]

Relação entre a variação da quantidade de substância consumida ou formada e a variação do tempo.

•

REAÇÃO GENÉRIC BALANCEADA.

a A + b B ⎯ ⎯→

c C + d D

A VmA =_ ______ B VmB =_ _____

Vm

e Vm

 Velocidade Média de consumo de reagentes.

OBS: O sinal negativo na fórmula é para evitar em trabalhar com valores negativos de velocidade média dos reagentes.

C VmC = ______ D VmD = ______

Vm

e Vm

 Velocidade Média de formação de produtos.

= Variação da quantidade ( Molaridade [ ], massa, n^o de Mol,...)

= Q Final – Q Inicial

= t Final – t Inicial

- Em síntese:

Vm p/ reag. e prod. = ∆Q ∆T

2.2- Velocidade Média da Reação: é a relação entre as velocidades médias de consumo ou formação de substâncias e os respectivos coeficientes estequiométricos da reação.

OBS: essa definição foi convencionada pela IUPAC e permite calcular a Vm da reação em função de qualquer participante, ou seja, reagente ou produto.

Ex

: Para a reação 2 O

→ 3 O

obteve- se a seguinte variação da concentração molar em função do tempo.

Tempo (min) [o

] mol/l [o

] mol/l

0 10 0

1 4 9

Pergunta-se:

a) Qual a velocidade média de consumo de O

?

b) Qual a velocidade média de formação de O

?

c) Qual a velocidade média da reação?

Ex

: Quais as relações existentes entre as velocidades médias de consumo ou formação de substâncias de acordo com a equação:

2A + B → 4C.

3- TEORIA DAS COLISÕES

- Para que ocorra uma reação química é necessário que:

➢ Ocorram colisões entre as moléculas reagentes.

➢ Essas colisões devem ser efetuadas em uma orientação geométrica (O.G) favorável à formação do complexo ativado.

➢ As moléculas reagentes devem ter energia cinética igual ou superior à energia de ativação da reação.

- Energia de Ativação (E.A): é a energia mínima necessária que as moléculas reagentes devem possuir para formação do complexo ativado. (Qto  a E.A, mais lenta será a reação)

- Complexo Ativado ou Estado de Transição (C.A): é a espécie química que possui estrutura intermediária entre os reagentes e produtos, sendo formado a partir de um choque efetivo.

- Choque Eficaz ou Efetivo: é aquele que possui “maior chance” de provocar uma reação química (depende da E.A da reação e da O.G dos reagentes).

Análise gráfica:

4- FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO.

4.1. Temperatura: quanto maior a temperatura maior será o número de moléculas reagentes com energia cinética igual ou superior a energia de ativação da reação e com isso maior a velocidade da reação.

- Lei de Vant’ Hoff: a cada aumento de 10

C na temperatura de uma reação a sua velocidade duplica em geral.

20^o _______ V 30^o _______ 2V 40^o _______ 4V

4.2. Superfície de Contato: quanto maior a superfície de contato entre as moléculas reagentes maior a velocidade da reação.

Ex: Zn

+ HCl

→ ZnCl

+ H

V1 Zn

+ HCl

→ ZnCl

+ H

V2

V1 > V2

ΔH < 0 ΔH > 0 ΔH ΔH

Entalpia (H) Entalpia (H)

4.3. Estado Físico dos Reagentes: os gases reagem com velocidade maior que os líquidos e estes, maior que os sólidos.

4.4. Pressão: Para substâncias gasosas, quanto maior a pressão menor o volume.

Assim, menor o espaçamento entre elas e maior a quantidade de colisões frontais. Com isso maior a velocidade da reação.

Vel. 1 Vel. 2

4.5. Estado Nascente dos Reagentes: os elementos no estado nascente ou atômico reagem com maior velocidade que suas moléculas.

Ex: H

+ ½ O

→ H

O

V1 2H

+ ½ O

→ H

O

V2 V1 < V2

4.6. Catalisador: é toda substância que diminui a energia de ativação de uma reação, aumentando com isso a velocidade da mesma.

Obs:

• O catalisador não sofre alteração quantitativa (não é consumido pelo meio reacional) e nem qualitativa (não se transforma numa nova substância).

• O catalisador é a substância que acelera a reação, sem ser consumido no processo;

• O catalisador diminui a energia de ativação da reação;

• O catalisador não altera o ΔH da reação.

• Catálise: É a reação que ocorre na presença de um catalisador. Isto é, consiste no aumento da velocidade de uma reação por ação de um catalisador.

- Catálise Homogênea: é quando os reagentes e o catalisador formam uma mistura homogênea.

Ex: 2 SO

+ O

⎯ ⎯ →

⎯

2 SO

- Catálise heterogênea: é quando os reagentes e o catalisador formam uma mistura heterogênea.

V

> V

> V

Vel. 2 > Vel

1

Ex: 2 SO

+ O

⎯

⎯ → ⎯

2 SO

- Inibidor: é toda substância que diminui a velocidade de uma reação, sendo consumido pela mesma.

- Ativador ou Promotor do Catalisador: é toda substância que aumenta a ação do catalisador.

- Veneno do Catalisador: toda substância que diminui a ação do catalisador.

4.7. Concentração dos Reagentes (Lei da Ação das Massas ou Lei de Guldberg – Waage): a velocidade de uma reação química é diretamente proporcional à concentração molar [ ] dos reagentes elevados a seus expoentes determinados experimentalmente.

Exemplo Genérico: a A + b B ... → Produto Reagentes

Expressão da Lei de Veloc. ou cinética

V = k.[ A ]

.[ B ]

...

V → velocidade da reação.

K → constante de velocidade

(específica p/ cada reação e depende da temperatu ra).

[ A ], [ B ], ... → concentração molar dos reagentes.

m e n → expoentes obtidos experimentalmente.

a) Reação Elementar: é aquela que ocorre em uma única etapa, isto é, precisa de uma única colisão entre as moléculas reagentes.

Obs: O expoente das concentrações molares [ ] dos reagentes é o próprio coeficiente estequiométrico da reação.

Ex

: 2 NO

+ H

→ N

O

+ H

O

etapa elementar (única etapa)

-

Lei da Velocidade ou Lei Cinética p/ essa reação é:

b) Reação não Elementar: é aquela que ocorre por meio de duas ou mais etapas elementares, onde a etapa lenta é quem determina a velocidade da reação.

Ex

: Quando é dado o mecanismo da reação.

(Essa reação ocorre em duas etapas) I) NO

+ O

→ NO

+ O

(lenta) II) NO

+ NO

→ N

O

(rápida)

2NO2(g) + O3(g) → N2O5(g) + O2(g) (Reação Global) VReação Global = VEtapa Lenta

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ALUNO (A): TURMA:

Compêndio II - 3° Bimestre 2021

Exercícios

1. (UFRGS/03) - No filme O Náufrago, o personagem teve de iniciar uma fogueira a partir do aquecimento de cascas secas de coco através do calor gerado pelo atrito de pedaços de madeira. Quimicamente, o atrito desses pedaços de madeira serve como:

a) entalpia inicial.

b) catalisador.

c) calor de combustão.

d) inibidor.

e) energia de ativação.

2. (UFRS) - Observe o gráfico a seguir.

O perfil da reação genérica A → B, nele representado, indica que a energia de ativação do processo, em kJ, é igual a

a) 100.

b) 150.

c) 250.

d) 300.

e) 400.

3. (UFSM) - Para que ocorra uma reação química, é necessário que os reagentes entrem em contato, através de colisões, o que se chama Teoria das Colisões. Essa teoria baseia-se em que

I - todas as colisões entre os reagentes são efetivas (ou favoráveis).

II - a velocidade da reação é diretamente proporcional ao número de colisões efetivas (ou favoráveis).

III - existem colisões que não são favoráveis à formação do produto.

IV - maior será a velocidade de reação, quanto maior for a energia de ativação.

Estão corretas a) apenas I, II e III.

b) apenas II e III.

c) apenas I e IV.

d) apenas I, II e IV.

e) apenas III e IV.

4. (UFMG) - A elevação de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas porque aumenta os fatores apresentados nas alternativas, EXCETO

a) A energia cinética média das moléculas.

b) A energia de ativação.

c) A frequência das colisões efetivas.

d) O número de colisões por segundo entre as moléculas.

e) A velocidade média das moléculas.

5. (PUC MG) - Observe com atenção aos itens a seguir:

I) Concentração dos reagentes.

II) Temperatura do sistema.

III) Presença de um catalisador.

São fatores que afetam a velocidade de uma reação química:

a) I e II apenas b) I e III apenas c) II e III apenas d) I, II e III e) I apenas

6. (Unimontes MG/2013) -A velocidade da reação genérica:

2A + B → C é dada por V1 = k [A]

.[B]

. Em uma determinada situação, a concentração de A foi triplicada, e a de B duplicada. O novo valor de velocidade (V2), em função de V1, será:

a) igual a V1 b) 18 vezes maior c) 2 vezes maior d) 18 vezes menor

e) 36 vezes maior

7. (UFC 96) - O óxido nítrico (NO) e o monóxido de carbono (CO) são duas das mais nocivas substâncias poluentes originadas de indústrias químicas e de sistemas de exaustão de veículos automotores. Um método eficiente para reduzir suas concentrações consiste no uso do catalisador de Monel (uma liga de níquel- cobre), o qual viabiliza cineticamente a reação de transformação desses poluentes em N

e CO

:

NO(g) + CO(g) = ½ N

(g) + CO

(g) Marque a alternativa correta:

a) Os catalisadores não afetam as velocidades das reações químicas (direta e inversa)

b) O catalisador de Monel atua na reação, diminuindo sua energia de ativação

c) A reação ocorre mais lentamente com o uso do catalisador

d) A expressão que representa corretamente a constante de equilíbrio é dada por K = [NO].

[CO] / [N2]

.[CO]

e) O uso de catalisadores afeta as energias relativas dos reagentes e produtos, alterando as variações de entalpia das reações.

8. (ACAFE) - O conhecimento da velocidade

das reações químicas é de extrema

importância para a produção industrial de

uma série de produtos. Analise as afirmações

a seguir.

I. A velocidade de uma reação química geralmente cresce com o aumento da temperatura.

II. A velocidade de uma reação química sempre independe da concentração dos reagentes.

III. A velocidade de uma reação química depende da orientação apropriada das moléculas na hora do choque.

IV. Para os sólidos, quanto maior a superfície de contato, menor será a velocidade da

reação química.

Assinale a alternativa que indica somente as afirmações corretas.

a) II - III b) I - IV c) II - IV d) I - III e) III - IV

9. (UFV-MG) - Assinale o fenômeno que apresenta velocidade média maior.

a) A combustão de um palito de fósforo.

b) A transformação de rochas em solos.

c) A corrosão de um automóvel.

d) O crescimento de um ser humano.

e) A formação do petróleo a partir de seres vivos.

10. UFRGS - A deterioração de alimentos é ocasionada por diversos agentes que provocam reações químicas de degradação de determinadas substâncias. Alguns alimentos produzidos industrialmente, como embutidos à base de carne triturada,

apresentam curto prazo de validade. Essa característica deve-se a um fator cinético relacionado com

a) a presença de agentes conservantes.

b) reações químicas que ocorrem a baixas temperaturas.

c) a elevada concentração de aditivos alimentares.

d) a grande superfície de contato entre os componentes do produto.

e) o acondicionamento em embalagem hermética.

11. A combustão do gás de cozinha é uma reação exotérmica; porém, só se inicia ao receber energia externa como, por exemplo, a energia da chamada de um palito de fósforo. A energia fornecida pelo palito é chamada de:

a) formação b) combustão c) ativação d) decomposição e) reação

12. A poluição é uma das causas da destruição da camada de ozônio. Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de nitrogênio com o ozônio:

2NO

+ O

→ N

O

+ O

Essa reação ocorre em duas etapas:

II) NO

+ O

→ NO

+ O

(lenta)

III) NO

+ NO

→ N

O

(rápida)

Assinale a lei de velocidade para essa reação.

a) v = k[NO

]

[O

] b) v = k[NO

][O

] c) v = k[NO

][O

]

d) v = k[NO

][O

] + k’[NO

][NO

] e) v = k[NO

]

13. (PUC-RS) Relacione os fenômenos descritos na coluna I com os fatores que influenciam sua velocidade mencionados na coluna II.

Coluna I

1 - Queimadas alastrando-se rapidamente quando está ventando;

2 - Conservação dos alimentos no refrigerador;

3 - Efervescência da água oxigenada na higiene de ferimentos;

4 - Lascas de madeiras queimando mais rapidamente que uma tora de madeira.

Coluna II

A - superfície de contato B – catalisador

C – concentração D - temperatura

A alternativa que contém a associação correta entre as duas colunas é

a) 1 - C; 2 - D; 3 - B; 4 – A.

b) 1 - D; 2 - C; 3 - B; 4 – A.

c) 1 - A; 2 - B; 3 - C; 4 – D.

d) 1 - B; 2 - C; 3 - D; 4 – A.

e) 1 - C; 2 - D; 3 - A; 4 – B.

14. (UnB-DF) Considere os estudos cinéticos de uma reação química e julgue os itens abaixo:

(1) Toda reação é produzida por colisões, mas nem toda colisão gera uma reação.

(2) Uma colisão altamente energética pode

produzir uma reação.

(3) Toda colisão com orientação adequada

produz uma reação.

(4) A energia mínima para uma colisão efetiva é denominada energia da reação.

(5) A diferença energética entre produtos e reagentes é denominada energia de ativação da reação.

15. Assinale a alternativa que apresenta agentes que tendem a aumentar a velocidade de uma reação:

a) calor, obscuridade, catalisador.

b) calor, maior superfície de contato entre reagentes, ausência de catalisador.

c) calor, maior superfície de contato entre reagentes, catalisador.

d) frio, obscuridade, ausência de catalisador.

e) catalisador e congelamento dos reagentes.

16. Indique a afirmação incorreta:

a) Quanto menor for a temperatura, maior será a velocidade de uma reação.

b) O aumento da temperatura aumenta a velocidade tanto da reação endotérmica quanto da reação exotérmica.

c) A velocidade de um reagente no estado

sólido é menor que no estado líquido.

d) A diferença energética entre os produtos e os reagentes é chamada de entalpia de reação.

e) A velocidade de uma reação depende da natureza do reagente.

17. Sobre os fatores que influenciam a velocidade de uma reação química é INCORRETO afirmar que:

a) Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação.

b) Quanto maior a superfície de contato, maior a velocidade da reação.

c) Quanto maior a pressão, maior a velocidade da reação.

d) Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação.

e) A presença de um catalisador mantém constante a velocidade da reação.

18. Segundo a _____________ devem ocorrer colisões efetivas entre os reagentes para a formação dos produtos. Além disso, existe uma ___________ suficiente para romper as ligações químicas dos reagentes e formar um ___________, que é um estado intermediário antes da formação dos produtos.

As palavras que preenchem corretamente as lacunas são, respectivamente:

a) variação de entalpia, energia cinética e catalisador.

b) teoria das colisões, energia de ativação e complexo ativado.

c) velocidade da reação, entalpia e inibidor.

d) pressão parcial, entropia e substrato.

19. A rapidez com que ocorre uma reação química depende de:

I. Número de colisões efetivas entre os reagentes.

II. Energia suficiente para promover o rearranjo dos átomos.

III. Orientação favorável das moléculas.

IV. Formação de um complexo ativado.

a) I e II b) II e IV c) I, II e III d) I, II, III e IV

20. Observe a representação gráfica do desenvolvimento de uma reação química hipotética, que relaciona a energia e o caminho reacional.

Assinale a alternativa que substitui corretamente (1), (2), (3) e (4), respectivamente.

a) substratos, calor liberado, estado máximo

de energia e final da reação.

b) reagentes, energia de ativação, complexo ativado e produtos.

c) reagentes, energia cinética, catalisador e substratos.

d) reagentes, calor absorvido, energia térmica e produtos.

21. Considere a seguinte reação hipotética.

aA + bB → cC + dD

Observe a seguir a variação da concentração de A e C.

Com base nas informações fornecidas na questão, qual é, respectivamente, a taxa de consumo de A e a taxa de formação de C no intervalo entre 5 e 25 min?

a) 0,3 mol.L

.s

e 0,1 mol.L

.s

b) - 0,1 mol.L

.s

e 0,3 mol.L

.s

c) - 0,25 mol.L

.s

e 0,1 mol.L

.s

d) 0,1 mol.L

.s

e 0,3 mol.L

.s

e) 1 mol.L

.s

e 0,3 mol.L

.s

22. (UERJ) A sabedoria popular indica que, para acender uma lareira, devemos utilizar inicialmente lascas de lenha e só depois colocarmos as toras.

Em condições reacionais idênticas e utilizando massas iguais de madeira em lascas e em toras, verifica-se que madeira em lascas queima com mais velocidade.

O fator determinante, para essa maior velocidade da reação, é o aumento da:

a) pressão b) temperatura c) concentração

d) superfície de contato

e) catalisador

23. (PUCRJ) A amônia é um produto básico para a produção de fertilizantes. Ela é produzida cataliticamente, em altas pressões (processo Haber), conforme a equação

N2 + 3H2 2NH3.

Se a velocidade de produção de amônia foi medida como:

Velocidade:

V = Δ [NH3] / Δt = 2,0 x 10

mol.L

.s

a velocidade da reação em termos de consumo de N2 será:

a) 1,0 × 10

mol . L . s

b) 2,0 × 10

mol . L . s

c) 3,0 × 10

mol . L . s

d) 4,0 × 10

mol . L . s

e) 5,0 × 10

mol . L . s