CINÉTICA QUÍMICA: COMO ESTUDAR OS FATORES QUE INTERFEREM NA VELOCIDADE DAS REAÇÕES?
ORIENTADOR METODOLÓGICO
Cinética química: como
estudar os fatores que
interferem na velocidade
das reações?
Objetivos de aprendizagem:
• Conceituar velocidade média e relacionar ci-nética química com cálculo estequiométrico;
• Compreender os fatores que interferem na velocidade de uma reação química;
• Expressar a lei de velocidade de uma rea-ção química;
• Determinar a energia de ativação.
Praticando:
1) A 2) C 3) E 4) A
5) a) A limalha de ferro tem superfície de contato maior que a barra de ferro, reagindo mais rapi-damente.
b) O níquel atua como catalisador, diminuindo a energia de ativação da reação e, consequente-mente, aumentando a sua velocidade.
6) a) A lanterna II apresentará chama mais inten- VDSRLVRHVWDGRGHGLYLV¥RGRFDUEXUHWR ȴQD-mente granulado) possui maior superfície de con-tato do que o da lanterna I, resultando em uma maior velocidade da reação de formação de ace-tileno. Assim, a queima de uma maior quantidade de acetileno por unidade de tempo faz com que a chama da lanterna II seja mais intensa.
b) A lanterna II se apagará primeiro, pois o carbure-WRȴQDPHQWHJUDQXODGRUHDJLU£PDLVUDSLGDPHQWH sendo totalmente consumido em menos tempo.
Habilidades da BNCC:
7) B 8) C
9) a) V = k x [H2O2] x [I-] x [H+]
b) Porque a reação não é elementar. 10) a) V = k x [HBr] x [O2] b) 0,2 mol 11) Aumenta 9 vezes 12) a) 3a ordem. b) K = 0,384 L2 x mol-2 x s-1 13) a) Aumenta 4 vezes. b) Aumenta 2 vezes. c) Aumenta 27 vezes. 14) F – V – F – F – V – F 15) B Habilidades da BNCC: 16) B Aprofundando: 17) 25g/min 20g/min 15g/min 12,5g/min 18) = 3,0 x 10- 4 mol x L-1 x s-1 19) D 20) A 21) C 22) D 23) B 24) A 25) A 26) D 27) A
28) Taxa de formação de ácido lático: 1,25 x 10-2 mmol/L x s. 29) V = 0,025 mol/min de O2. 30) V = 48 mol/h. 31) a) V = 0,005 mol/min b) V = 0,0025 mol/min c) V = 0,006 mol/min (HBr) e V = 0,003 mol/min (Br2)
32) I, pois a inclinação da reta é maior. 33) a) V = k x [NO2] x [O3]
b) A velocidade duplica.
34) Como as ordens de reação são iguais ao res-SHFWLYRFRHȴFLHQWHWHPRV 9 .>$@2 [B]1
Substituindo dados do teste 3, temos: 13500 = k . 152 . 30 o k = 2 L2 . mol-2 . s-1
Substituindo os dados dos testes 2 e 3, te-mos: (1) V = 2 . 102 . X1 (2) 2V = 2 . X2 . 201 o V = 2 . X2 . 20 2 Igualando as equações 1 e 2: 2 . 102 . X = 2 . X2 . 20 2 2 . 102 . x = x2 . 20 200 = 20x x = 10 mol/L 35) a) X: 2a ordem; Y: 1a ordem. b) Aumenta 18 vezes. 36) C 37) A 38) A
39) a) Tomando 1 L como referência de volume: Curva I: 0,6 mol x L-1 produzido em 1 min o v 1
= 0,6 mol x L-1 x min-1
Curva II: 0,2 mol produzido em 1 min o v2 = 0,2 mol x L-1 x min-1
Razão: 0,6 0,2 = 3
b) A curva I corresponde à reação com o alumí-nio em pó.
A curva II corresponde à reação com o alumí-nio em placas.
Esta associação ocorre porque o alumínio pulverizado, devido a sua maior superfície de contato, reagirá mais rapidamente.
40) v = k [H2] x [IC"]
41) Expressão da velocidade: v = k [HBr] [NO2]; logo, a ordem global é igual a 2.
Mecanismo I.
Na etapa lenta, as ordens de reação do HBr e do NO2 são iguais às obtidas experimentalmen-te.
'HVDȴDQGR
42) D
43) a) Como a velocidade média permanece cons-tante no intervalo de tempo entre 0 e 14 min, a velocidade inicial é dada por:
V1 = -([H2]ȴQDO – [H2]inicial) / (tȴQDO – tinicial) = –(3 – 10) / (14 - 0) = 0,5mol/L.min.
b) Após 10 min de reação, [H2] = 5 mol/L
EQUILÍBRIO QUÍMICO: DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO E CÁLCULO DE PH
ORIENTADOR METODOLÓGICO
Equilíbrio químico:
deslocamento de equilíbrio
e cálculo de pH
Objetivos de aprendizagem:
• Compreender quando uma reação reversí-vel está em equilíbrio químico;
• Expressar a constante de equilíbrio em fun-ção das concentrações molares e em funfun-ção das pressões parciais
• Estudar os fatores que provocam o deslo-camento de um equilíbrio químico;
• Calcular o grau e a constante de ionização e de dissociação;
• Determinar os valores de pH e pOH.
Praticando: 1) C 2) D 3) E 4) D 5) C 6) A 7) Kc = 5,0 x 10-2 mol/L; K p = 3,17 atm 8) (UERJ) A 9)
0,50 M 0,50 M 0,0M -x -x + 2x (0,50 - x) M (0,50 - x) M 2xM [H ] = [I ] = 0,50 - 0,39 = 0,11M2 2 K = [HI] [H ] [I ]2 2 2 c 2x 0,50 - x ¥ x 0,39 M= [HI] = 2x 0,39 = 0,78 M (2x) (0,50 - x) H2(g) + I2(g) 2HI(g) 2 2 10) a) t = 400 milissegundos e no equilíbrio as concentrações das espécies presentes não mais se alteram. b) Kc = [FeSCN+2]/[Fe+3].[SCN] = (5x10–3)/(8x10–3). (2x10–3) = 312,5. 11) D 12) B Habilidades da BNCC:
13) A reação direta é exotérmica porque o au-mento da temperatura diminuiu a constante de equilíbrio neste sentido, favorecendo a reação inversa e indicando que a reação inversa é en-dotérmica.
14) C 15) A 16) A
Habilidades da BNCC:
17) (UNICAMP) A concentração máxima de nico-WLQDQRVDQJXHGHDFRUGRFRPDȴJXUDRFRUUH por volta de 10 minutos e é de 20 ng/mL. Isso corresponde a 20 x 109/162 mol/mL, ou 1,23 x
10-7 mol/L.
A concentração de H+ no sangue quando o
pH é 7,4 é, aproximadamente, 10-7,4 mol/L, ou
seja, 4 x 10-8 mol/ L, um valor menor que 1,23 x
10-7 mol/L, que é a concentração total de
nicoti-na no sangue.
b) A constante de equilíbrio da reação é dada por K= [nicotina][H+]/[nicotina-H+], ou seja, 1,0 x
10-8/4 x 10-8 = [nicotina]/[nicotina-H+] 0,25 =
[ni-cotina]/[nicotina-H+] 0,25 x [nicotina-H+] =
[nico-tina] 18) D 19) A 20) B 21) E 22) C
23) D 24) B 25) B 26) E Aprofundando: 27) A
28) a) A expressão da constante de equilíbrio para a reação acima é: K = [NH3(g)]2 / [N2(g)] [H2(g)]3
Substituindo-se pelas concentrações de equi-líbrio, encontra-se o valor da constante: K = (0,15)2/(0,15)(1)3 = 0,15 b) 1 mol de N2(g) o 2 mols NH3(g) Logo: 28g de N2 produzirão 2x17g de NH3 = 34g 29) (UNICAMP) B 30) (ENEM) D 31) (ENEM) B 32) B 33) D 34) A 35) B 36) E 37) D 38) D 39) (UERJ) A 40) (ENEM) D 41) B
42) a) O ácido mais fraco é o HClO, pois apresen-ta menor consapresen-tante de ionização.
b) É o equilíbrio III, pois se o valor do equilíbrio é RPHQRULVVRVLJQLȴFDTXHDVFRQFHQWUD©·HVGH ambos os reagentes são maiores que as concen-trações dos produtos.
43) a) Kb = [NH4+]x[OH-]/[NH 4OH]
b) O equilíbrio será deslocado para a esquerda, diminuindo o pH da solução.
c) Kb 0ž2; M = 0,02 mol/L
d) 200 x 0,02 = M2 x 800 M2 = 0,005 mol/L
44) a) Adição de C(s) não altera o equilíbrio, pois sua concentração é constante.
b) Equilíbrio desloca-se para a direita, pois o au-mento de temperatura desloca o equilíbrio no sentido da reação endotérmica.
c) Adição de catalisador não desloca equilíbrio. 45) E
46) Ácido carbônico, ácido acético e ácido cítrico. 47) I) a) Ka = 1,69 x 10-5
b) pH = 2,89 II) a) Não se altera. b) pH = 3,89 48) [ H+] X / [ H +] Y = 10 -4 49) (UERJ) [OH-] = 10-2 pOH = - log 10-2 = 2 pH = 14 - 2 pH = 12 &ODVVLȴFD©¥R £FLGRGH%URQVWHG/RZU\ A concentração diminuirá.
Os íons H+ do ácido irão reagir com os íons OH- do meio, formando água. O equilíbrio irá se deslocar para a direita e a amônia será con-sumida. 50) E 51) A 52) C 53) E 54) D
EQUILÍBRIO QUÍMICO: DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO E CÁLCULO DE PH
55) E 56) C
57) a) Ka= [H+]x[C
2H3O2] / [HC2H3O2]
b) [OH-] 10-1 mol.L-1 pOH = 1 pH = 13
58) B 59) B
'HVDȴDQGR
60) a) N2. b) Nenhuma.
c) Ambas as concentrações aumentam; d) [H2] aumenta e [NH3] diminui. 61) a) Kc = 2,2
b) A reação é exotérmica porque, quando ocorre uma elevação da temperatura ( entre t4 e t5), obser-va-se a diminuição da concentração de produto (N2O4), mostrando que o equilíbrio é deslocado no sentido da formação do reagente (NO2). 62) a) AA + H2O l AA– + H 3O + b) Ki = [AA–].[H 3O +]/[AA]
c) Ácido acetilsalicílico: C9H8O4. Massa molar: 180 g/mol.
n = massa/massa molar = 0,540/180 = 0,003 mol [AA]i = n/V = 0,003/1,5 = 0,002 mol/L Ki = [AA–].[H 3O +]/[AA] = x.x/[AA] :. 3,2.10–4 = x²/2.10–3 :. x = 8.10–4 mol/L. d) pH = –log[H+] = –log(8.10-4) = 1,18 $DEVRU©¥RVHU£HȴFLHQWHSRLVR£FLGRDFHWLO-salicílico, neste pH, estará na sua forma não io-nizada principalmente.
63) a) Teste número 1. Porque o sentido direto da reação é favorecido por temperaturas meno-res e pmeno-ressões maiomeno-res.
b) Q = [SO3]²/[SO2]².[O2] = 20²/1².1,6 = 250 Como Q = Kc a 1000°C, o sistema está em equilí-brio químico.
ELETROQUÍMICA: PILHAS E ELETRÓLISE
ORIENTADOR METODOLÓGICO
Eletroquímica: pilhas e
eletrólise
Objetivos de aprendizagem:
• Conceituar oxidação, redução e número de oxidação;
• Reconhecer reações de oxirredução associa-das ao número de oxidação e aprender a balan-ceá-las;
• Reconhecer as características para a forma-ção de uma pilha;
• Interpretar e calcular a ddp e a medida da força oxidante e redutora;
• Conceituar eletrólise ígnea e em solução aquosa e analisar as semirreações e reação glo-bal da eletrólise.
Praticando:
1) E 2) B 3) A 4) E 5) C 6) C 7) E 8) C Habilidades da BNCC: 9) A 10) C 11) D 12) A 13) E 14) B 15) B 16) A 17) B Habilidades da BNCC:18) a) Arranjo 1, pois o arranjo 2 está montado HPSDUDOHORHDFRUUHQWHHO«WULFDȴFDGLYLGLGDSRU três. Quanto maior a corrente elétrica fornecida, maior será a massa depositada.
b) 321.667 s. 19) B
Aprofundando:
20) B 21) C 22) D 23) V - F - F - V - F 24) A 25) Cu2+ + Fe0 o Cu0 + Fe ddp = +0,34 + 0,44 = + 0,78 V 26) ddp = 0,76 + 0,34 = 1,10 VMassa de Ag depositada: 108 g.mol-1 × 0,01 mol.L-1 × 0,5 L = 0,54 g
No anodo da pilha: Zn0 (s) Zn2+ (aq) + 2 eNo catodo da eletrólise: Ag+ (aq) + e- Ag0 (s)
1 mol de Zn (s) fornece elétrons para a depo-sição de 2 mols de Ag (s). 65,5 g Zn 216 g Ag x 0,54 g x = 0,164 g 27) A 28) E 29) D 30) E 31) C
32) B 33) B 34) A
'HVDȴDQGR
35) C 36) a) Cr3+ (aq) + 3 e– o Cr(s) b) Manganês. 37) E°1: +1,5 V E°2: –0,12 V E°3: –0,094 V1 3 Lítio
