PROBLEMAS CINETICA QUIMICIA 1. Los datos de una serie de experimentos experiment os sobre la reacción que se indica del óxido nítrico con el bromo: 2NO (g) + Br 2 (g) 2NOBr (g), a 273 C, son los siguientes: Experimento [NO]o [Br [B r 2]o Velocidado 1 0,1 0,1 12 2 0,1 0,2 24 3 0,2 0,1 48 4 0,3 0,1 108 Determinar la ley de velocidad para la reacción y calcular el valor de la constante de velocidad.
Solución: Por la ley de la velocidad:
[ ][] = ] Relacionamos los experimentos (1) y (2): = [] [] [] [] = (0,1) (0,1) = 12 0,1 0,2 24 0,5 =0,5 entonces = 1
Relacionamos ahora los experimentos (1) y (3):
= [ ]] [] [ ]] [] = ( 0,1 ) (0,1) = 12 0,2 0,1 48
0,5 =0,25
entonces Por lo tanto, la ley de la velocidad será:
=2
[][] = La reacción es de orden 2 para 2 para el y de orden 1 para 1 para el .
2. La descomposición descomposición del agua oxigenada oxigenada a 300 K según la reacción: reacción: 2H2O2 (g) 2H2O (g) + O2 (g) es una reacción química de primer orden. El periodo de semireacción de la misma es de 654 minutos. Calcular: a) la cantidad de agua oxigenada que queda cuando han pasado 90 minutos, si la concentración inicial de agua oxigenada es 0,1 M; b) la velocidad inicial de descomposición si el agua oxigenada es 0,02 M. Solución: a) 0,09 mol/l; b) 2,12·10-5 mol·l-1min-1.
Solución: Reacción de primer orden:
/ = lnln22 = 0,693 654= 0,693 → = 0,00106 −
[ ] ln[ ln][ =ln ] =ln0,1 0,0010690=2,30,0954=2,3954 [ ] = 0,0911 [] b) [] = ln [[0,0,012]] = 1, =61=0, 0 0106 1518,34 = 12 ∆[∆] = 12 0,020,1 1518,34 =2,6310−/ a)
3. En la reacción de formación de agua a partir de sus componentes han
desaparecido 0,2 mol/L de oxígeno en 3 s. Calcula la velocidad de reacción en ese intervalo de tiempo, referido a un reactivo y al producto.
Solución: Reacción química:
→ = 11 ∆[∆] = 1/21 ∆[∆] = 11 ∆[∆] H2 + ½ O2
VREACCIÓN = - VH2 = - 2 VO2 = VH2O
H2O
(1)
Los signos negativos nos indican consumo de reactivo y los positivos obtención de productos . De la ecuación (1) deducimos: V H2 = 2 VO2 V H2O = 2 VO2
(2) (3)
Si calculamos la velocidad de consumo del O 2 podremos conocer las otras velocidades. Velocidad de reacción con respecto al O 2:
1 = 0,06 2 = ∆[∆2] = 0,02 . 3 .
De la ecuación (2): V H2 = 2 VO2 = 2 . 0,06 mol . L -1 . s-1 = 0,12 mol . L -1 . s -1
De la ecuación (3):
VH2O = 2 . VO2 = 2 . 0,06 mol . L-1 . s-1 = 0,12 mol . L-1. s-1 4. Dd 5. presencia de un catalizador en : a) el calor de reacción; b) la energía de activación de la reacción; c) la cantidad de producto obtenida; d) la velocidad de la reacción.
Solución: a) No tiene influencia alguna. No favorece que la reacción sea exotérmica o endotérmica.
b) Disminuyen la energía de activación del proceso químico. c) No influye para nada en la cantidad de producto obtenido o reactivo consumido. d) Aumenta la velocidad de reacción disminuyendo la Ea siempre que no se encuentre en cantidad excesiva, entonces produce el fenómeno contrario, la retrasa. 6. La constante de velocidad para la descomposición del acetaldehído a 700 K es de 0,011. ¿Cuál será la constante de velocidad a 790 K sabiendo que la energía de activación de la misma es 177 Kj/mol?.
Solución:
ln = (1 1) 1 1) ln 0,011 = 177000/ ( 8,314/ 790 700 =0,329
