Química – Frente IV – Físico-química
Prof. Vitor Terra
Lista 08 – Cinética Química – Fatores que Alteram a Velocidade
RESUMO
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
Quanto maior for a temperatura,
maior será a velocidade da
reação.
Quanto maior for a superfície de
contato entre os reagentes, maior
será a velocidade da reação.
Uma forma de aumentar a superfície de contato
de um reagente sólido é dividindo-o em partes menores,
ou seja, deixando-o mais fragmentado.
Quanto maior for a concentração
dos reagentes, maior será a
velocidade da reação*
* a influência da concentração será vista com mais
detalhes na próxima seção, sobre lei de velocidade.
O catalisador:
- aumenta a velocidade da reação;
- diminui a energia de ativação;
- não é consumido na reação;
- não altera o ΔH;
- não altera o rendimento da reação;
- atua tanto na reação direta quanto na reação
inversa (pois diminui a energia de ativação das duas)
Catálise homogênea: catalisador e reagentes na
mesma fase, formando um sistema homogêneo.
Catálise heterogênea: catalisador e reagentes
em fases diferentes, formando um sistema heterogêneo.
Enzimas
são
catalisadores
biológicos,
constituídos por proteínas complexas. São altamente
específicas (atuam em apenas um tipo de reação) e
sensíveis à temperatura e ao pH.
Auto-catálise: quando uma reação produz o seu
próprio catalisador.
Inibidor é uma substância que diminui a
velocidade de uma reação (efeito inverso ao do
catalisador).
Promotor é uma substância que melhora a
eficiência de um catalisador.
01. (Unifor-CE) Considerando os fatores que
alteram a rapidez das transformações químicas, pode-se
afirmar que uma fruta apodrecerá mais rapidamente se
estiver:
a) sem a casca, em geladeira.
b) em pedaços, congelada.
c) inteira, exposta ao sol.
d) em pedaços, exposta ao sol.
e) com a casca, exposta ao sol.
02. (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
03. (UFG) Em aquários, utilizam-se borbulhadores
de ar para oxigenar a água. Para um mesmo volume de ar
bombeado nesse processo, bolhas pequenas são mais
eficientes, porque em bolhas pequenas
a) a área superficial total é maior.
b) a densidade é menor.
c) a pressão é maior.
d) a velocidade de ascensão é menor.
e) o volume total é menor.
04. (PUC-MG) A água oxigenada ou solução
aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2) é uma espécie
oxidante bastante utilizada no dia-a-dia: descoloração dos
cabelos, desinfecção de lentes de contato, de ferimentos,
etc. A sua decomposição produz liberação de oxigênio e
é acelerada por alguns fatores como a exposição à luz ou
a catalisadores Fe2+(aq), Fe3+(aq) e Pt(s). Um estudo da
cinética da reação 2H2O2 → O2 + 2H2O foi realizado
seguindo as condições experimentais descritas na tabela
a seguir:
Tempo de
duração do
experimento
t1
t2
t3
t4
Temperatura
(°C)
Catalisador
20
25
35
35
sem
sem
com
sem
Veneno é uma substância que diminui a eficiência
de um catalisador (efeito inverso ao do promotor).
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Assinale a opção que classifica, de forma CRESCENTE,
os tempos de duração dos experimentos.
a)
b)
c)
d)
t1,
t3,
t2,
t4,
t2,
t4,
t1,
t3,
t4,
t2,
t3,
t1,
t3.
t1.
t4
t2
a) Determine o valor da variação de entalpia desta reação,
classificando-a como endotérmica ou exotérmica.
b) Explique qual o efeito de um catalisador sobre a energia
de ativação e sobre a variação de entalpia da reação.
07. (Unesp) Sobre catalisadores, são feitas as
quatro afirmações seguintes.
05. (UFRN) Alguns medicamentos de natureza
ácida, como vitamina C (ácido ascórbico) e aspirina (ácido
acetilsalicílico), são consumidos na forma de comprimidos
efervescentes. A efervescência desses comprimidos,
responsável pela produção de gás carbônico, decorre da
reação (abaixo representada) entre a substância ativa e
um bicarbonato do excipiente.
HA (aq) + HCO3- (aq) → A- (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
Um professor partiu desse acontecimento
cotidiano para demonstrar a influência de certos fatores na
velocidade de reação (ver figura abaixo). Primeiramente
(I), pediu que os alunos medissem o tempo de dissolução
de um comprimido efervescente inteiro num copo de água
natural (25°C). Em seguida (II), sugeriu que repetissem a
experiência, usando um comprimido inteiro, num copo de
água gelada (5°C). Finalmente (III), recomendou que
utilizassem um comprimido partido em vários pedaços,
num copo de água natural (25°C).
I - São substâncias que aumentam a velocidade de uma
reação.
II - Reduzem a energia de ativação da reação.
III - As reações nas quais atuam não ocorreriam nas suas
ausências.
IV - Enzimas são catalisadores biológicos.
Dentre estas afirmações, estão corretas, apenas:
a) I e II.
b) II e III.
c) I, II e III.
d) I, II e IV.
e) II, III e IV.
08. (UNIRIO) Um dos objetivos do catalisador no
sistema de descarga de um automóvel é o de converter os
óxidos de nitrogênio em moléculas menos danosas ao
ambiente.
A função do catalisador na reação é a de:
a) fortalecer as ligações no reagente.
b) impedir a formação do produto.
c) diminuir a velocidade de decomposição do NO(g).
d) diminuir a energia cinética da reação.
e) diminuir a energia de ativação da reação.
09. (PUC-RS - Adapt) Para responder à questão,
analise as afirmativas abaixo.
Os estudantes observaram que, em relação ao
resultado do primeiro experimento, os tempos de reação
do segundo e do terceiro foram, respectivamente:
a) menor e maior.
b) menor e igual.
c) maior e igual.
d) maior e menor.
06. (UFRJ) A figura a seguir apresenta a variação
da entalpia ao longo do caminho de uma reação.
I. Uma reação com energia de ativação 40 kJ é mais lenta
que uma outra reação que apresenta energia de ativação
igual a 130 kJ.
II. A adição de um catalisador a uma reação química
proporciona um novo "caminho" de reação, no qual a
energia de ativação é diminuída.
III. Um aumento de temperatura geralmente provoca um
aumento na energia de ativação da reação.
IV. A associação dos reagentes quando a eles é fornecida
energia maior ou igual à energia de ativação constitui o
complexo ativado.
Pela análise das afirmativas, conclui-se que somente
estão corretas:
a) I e II
b) I e III
c) II e IV
d) I, III e IV
e) II, III e IV
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10. (UFMG) Em dois experimentos, massas iguais
de ferro reagiram com volumes iguais da mesma solução
aquosa de ácido clorídrico, à mesma temperatura. Num
dos experimentos, usou-se uma placa de ferro; no outro,
a mesma massa de ferro, na forma de limalha. Nos dois
casos, o volume total de gás hidrogênio produzido foi
medido, periodicamente, até que toda a massa de ferro
fosse consumida.
Assinale a alternativa cujo gráfico melhor
representa as curvas do volume total do gás hidrogênio
produzido em função do tempo.
12. (Mackenzie) As seguintes afirmações
referem-se ao diagrama energético dos caminhos A e B
da reação “REAGENTES -> PRODUTOS”:
I - Z representa a energia de ativação na presença de
catalisador.
II - Y representa a energia de ativação na presença de
catalisador.
III - X representa a variação de entalpia.
IV - A velocidade de formação dos produtos é menor no
caminho B.
Somente são corretas:
11. (Fatec) Para se estudar a reação que ocorre
entre magnésio e ácido clorídrico, três experimentos foram
feitos:
Experimento I - adicionou-se uma certa massa de
magnésio a excesso de solução de ácido clorídrico, a
25°C, medindo-se o volume de hidrogênio produzido a
cada 30 segundos.
Experimento II - a massa de magnésio utilizada foi igual à
metade da usada no experimento I, mantendo-se todas as
outras condições inalteradas (volume do ácido,
temperatura, tempo de recolhimento do gás).
Experimento III - utilizaram-se as mesmas quantidades de
magnésio e de ácido do experimento I, aquecendo-se a
solução de ácido a 35°C.Os resultados obtidos foram
colocados em um gráfico
a) I e III.
b) II e III.
c) II e IV.
d) III e IV.
e) I e IV.
13. (UFSM- Adapt) A vitamina C é muito usada
como aditivo de alimentos processados. Ela é oxidada
pelo ar, o que protege outras substâncias presentes nos
alimentos. Um certo alimento processado, inicialmente
embalado a vácuo, é aberto e armazenado sob duas
condições diferentes: em refrigerador a 4 °C e em armário
fechado à temperatura ambiente, 25°C.
O gráfico mostra a variação do teor de vitamina C em cada
uma dessas condições.
Analisando o gráfico, é correto afirmar que a velocidade
de oxidação da vitamina C:
As curvas que correspondem aos experimentos I, II e III
são respectivamente,
a) B, A, C.
b) C, A, B.
c) C, B, A.
d) A, B, C.
e) A, C, B.
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a) é maior a 4°C do que a 25°C.
b) aumenta com o aumento da temperatura de
armazenagem do produto.
c) diminui com o aumento da temperatura de
armazenagem do produto
d) não depende da temperatura de armazenagem do
produto.
e) é maior no refrigerador, por causa da umidade.
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3
14. (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.
15. (UFRGS) O carvão é um combustível
constituído de uma mistura de compostos ricos em
carbono. A situação em que a forma de apresentação do
combustível, do comburente e a temperatura utilizada
favorecerão a combustão do carbono com maior
velocidade é:
a) Combustível - carvão em pedaços; Comburente - ar
atmosférico; Temperatura 0°C.
b) Combustível - carvão pulverizado; Comburente - ar
atmosférico; Temperatura 30°C.
c) Combustível - carvão em pedaços; Comburente oxigênio puro; Temperatura 20°C.
d) Combustível - carvão pulverizado; Comburente oxigênio puro; Temperatura 100°C.
e) Combustível - carvão em pedaços; Comburente oxigênio liquefeito; Temperatura 50°C.
16. (UFSM) Numere a segunda coluna de acordo
com a primeira:
1. Catalisador
2. Veneno
3. Promotor ou ativador
4. Catálise homogênea
5. Catálise heterogênea
6. Autocatálise
( ) um dos produtos da reação age como catalisador da
própria reação
( ) todos os participantes da reação constituem uma só
fase
( ) há diminuição ou anulação do efeito catalisador
( ) há acentuação do efeito catalisador
( ) uma substância sólida catalisa a reação entre dois
gases ou líquidos
17. (UFRRJ) A decomposição da água oxigenada
sem catalisador exige uma energia de ativação de 18,0
kcal/mol. Entretanto, na presença de platina (catálise
heterogênea) e de catalase (catálise homogênea) a
energia de ativação cai para 12,0 e 5,0 kcal/mol,
respectivamente, como pode ser observado no gráfico a
seguir.
a) A reação de decomposição é endo ou exotérmica?
Justifique.
b) Associe cada uma das curvas (a, b, c) com as
condições de decomposição da água oxigenada.
18. (Fuvest) Para remover uma mancha de um
prato de porcelana fez-se o seguinte: cobriu-se a mancha
com meio copo de água fria, adicionaram-se algumas
gotas de vinagre e deixou-se por uma noite. No dia
seguinte a mancha havia clareado levemente.
Usando apenas água e vinagre, sugira duas alterações no
procedimento, de tal modo que a remoção da mancha
possa ocorrer em menor tempo. Justifique cada uma das
alterações propostas.
19.
(Fuvest)
Foram
realizados
quatro
experimentos. Cada um deles consistiu na adição de
solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 1
mol/L a certa massa de ferro. A 25°C e 1 atm, mediram-se
os volumes de hidrogênio desprendido em função do
tempo. No final de cada experimento, sempre sobrou ferro
que não reagiu. A tabela mostra o tipo de ferro usado em
cada experimento, a temperatura e o volume da solução
de ácido sulfúrico usado. O gráfico mostra os resultados.
A sequência correta é
a) 6 - 4 - 2 - 3 - 5.
b) 6 - 5 - 3 - 1 - 2.
c) 3 - 4 - 2 - 6 - 5.
d) 4 - 2 - 3 - 1 - 6.
e) 4 - 2 - 6 - 3 - 5.
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As curvas de 1 a 4 correspondem, respectivamente, aos
experimentos.
a) 1-D; 2-C; 3-A; 4-B
b) 1-D; 2-C; 3-B; 4-A
c) 1-B; 2-A; 3-C; 4-D
d) 1-C; 2-D; 3-A; 4-B
e) 1-C; 2-D; 3-B; 4-A
22. (Fuvest) Quando certos metais são colocados
em contato com soluções ácidas, pode haver formação de
gás hidrogênio. Abaixo, segue uma tabela elaborada por
uma estudante de Química, contendo resultados de
experimentos que ela realizou em diferentes condições.
20. (UFRJ)
O Grito de Satanás nas Melancias
in "Zé Limeira, Poeta do Absurdo"
Orlando Tejo
"Possantes candeeiros a carbureto iluminam a
sala espaçosa pintada a óleo, refletindo a luz forte nas
lentes escuras que protegem os grandes olhos firmes do
poeta, sob as grossas pestanas negras."
Em duas lanternas idênticas, carregadas com a
mesma massa de carbureto, goteja-se água, na mesma
vazão, sobre o carbureto. Na lanterna I, o carbureto
encontra-se na forma de pedras e, na lanterna II,
finamente granulado
.
a) Indique qual das lanternas apresentará a chama mais
intensa.
b) Indique qual delas se apagará primeiro.
Justifique sua resposta, com base em seus
conhecimentos de cinética química.
21. (Fuvest) A reação representada pela equação
acima é realizada segundo dois procedimentos:
H2SO4 + CH3COONa  CH3COOH + Na2SO4
I. Triturando os reagentes sólidos.
II. Misturando soluções aquosas concentradas
dos reagentes.
Após realizar esses experimentos, a estudante fez
três afirmações:
I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na
presença de Cu.
II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o
aumento da velocidade de liberação do gás H2.
III. Os resultados dos experimentos 1 e 3 mostram que,
quanto maior o quociente superfície de contato/massa
total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação.
Com os dados contidos na tabela, a estudante somente
poderia concluir o que se afirma em
a) I.
b) II.
c) I e II.
d) I e III.
e) II e III.
23. (Unicamp) Soluções aquosas de água
oxigenada, H2O2, decompõem-se dando água e gás
oxigênio. A figura a seguir representa a decomposição de
três soluções de água oxigenada em função do tempo,
sendo que uma delas foi catalisada por óxido de ferro (III),
Fe2O3.
Utilizando mesma quantidade de NaHSO4 e
mesma
quantidade
de
CH3COONa
nesses
procedimentos, à mesma temperatura, a formação do
ácido acético:
a) é mais rápida em II porque em solução a freqüência de
colisões entre os reagentes é maior.
b) é mais rápida em I porque no estado sólido a
concentração dos reagentes é maior.
c) ocorre em I e II com igual velocidade porque os
reagentes são os mesmos.
d) é mais rápida em I porque o ácido acético é liberado na
forma de vapor
e) é mais rápida em II porque o ácido acético se dissolve
na água.
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a) Qual das curvas representa a reação mais lenta?
Justifique em função do gráfico.
b) Qual das curvas representa a reação catalisada?
Justifique em função do gráfico.
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24. (UFPR) Na questão a seguir, escreva no
espaço apropriado a soma dos itens corretos. No
diagrama a seguir estão representados os caminhos de
uma reação na presença e na ausência de um catalisador
26. (ENEM) O milho verde recém-colhido tem um
sabor adocicado. Já o milho verde comprado na feira, um
ou dois dias depois de colhido, não é mais tão doce, pois
cerca de 50% dos carboidratos responsáveis pelo sabor
adocicado são convertidos em amido nas primeiras 24
horas.
Para preservar o sabor do milho verde pode-se
usar o seguinte procedimento em três etapas:
1) descascar e mergulhar as espigas em água fervente
por alguns minutos;
2) resfriá-las em água corrente;
3) conservá-las na geladeira.
Com base neste diagrama, é correto afirmar que:
01) A curva II refere-se à reação catalisada e a curva I
refere-se à reação não catalisada.
02) Se a reação se processar pelo caminho II, ela será,
mais rápida.
04) A adição de um catalisador à reação diminui seu valor
de ∆H.
08) O complexo ativado da curva I apresenta a mesma
energia do complexo ativado da curva II.
16) A adição do catalisador transforma a reação
endotérmica em exotérmica.
Soma: ( )
25. (UFMG) Em dois experimentos, soluções de
ácido clorídrico foram adicionadas a amostras idênticas de
magnésio metálico. Em ambos os experimentos, o
magnésio estava em excesso e a solução recobria
inteiramente esse metal. O gráfico a seguir representa,
para cada experimento, o volume total de hidrogênio
desprendido em função do tempo.
Com relação a esses experimentos, assinale a
afirmativa FALSA.
a) A concentração do ácido no experimento I é igual a zero
no tempo t = 80 s.
b) A concentração do ácido usado no experimento I é
menor do que a do ácido usado no experimento II.
c) O volume de ácido usado no experimento II é maior do
que o volume usado no experimento I.
d) O volume total produzido de hidrogênio, no final dos
experimentos, é maior no experimento II do que no I.
A preservação do sabor original do milho verde
pelo procedimento descrito pode ser explicada pelo
seguinte argumento:
a) O choque térmico converte as proteínas do milho em
amido até a saturação; este ocupa o lugar do amido que
seria formado espontaneamente.
b) A água fervente e o resfriamento impermeabilizam a
casca dos grãos de milho, impedindo a difusão de
oxigênio e a oxidação da glicose.
c) As enzimas responsáveis pela conversão desses
carboidratos em amido são desnaturadas pelo tratamento
com água quente.
d) Micro-organismos que, ao retirarem nutrientes dos
grãos, convertem esses carboidratos em amido, são
destruídos pelo aquecimento.
e) O aquecimento desidrata os grãos de milho, alterando
o meio de dissolução onde ocorreria espontaneamente a
transformação desses carboidratos em amido.
27. (Unesp) O esquema apresentado descreve os
diagramas energéticos para uma mesma reação química,
realizada na ausência e na presença de um agente
catalisador.
Com base no esquema, responda qual a curva
que representa a reação na presença de catalisador.
Explique sua resposta e faça uma previsão sobre a
variação da entalpia dessa reação na ausência e na
presença do catalisador.
28. (Unesp) A China, sede das Olimpíadas de
2008, foi o berço de muitas invenções e descobertas de
grande impacto para a humanidade, como o papel, a
bússola e a pólvora, entre outras. O uso bélico da pólvora
implica a adequação da velocidade de sua queima ao tipo
de arma a que se destina. Considerando-se a reação
química da queima da pólvora, representada pela
equação:
4KNO3 + 7C + S → 3CO2 + 3CO + 2N2 + K2CO3 + K2S
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6
identifique a alternativa que corresponde à melhor opção
para aumentar a velocidade da explosão da pólvora.
a) Promover a reação sob atmosfera de N2.
b) Utilizar pólvora previamente refrigerada.
c) Utilizar pólvora finamente pulverizada.
d) Utilizar excesso de carvão.
e) Usar uma solução supersaturada de pólvora.
29. (IME-RJ) O gráfico abaixo ilustra as variações
de energia devido a uma reação química conduzida nas
mesmas condições iniciais de temperatura, pressão,
volume de reator e quantidades de reagentes em dois
sistemas diferentes. Estes sistemas diferem apenas pela
presença de catalisador. Com base no gráfico, é possível
afirmar que:
a) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre
com absorção de calor.
b) A curva 2 representa a reação catalisada, que ocorre
com absorção de calor.
c) A curva 1 representa a reação catalisada com energia
de ativação dada por E1 + E3
d) A curva 2 representa a reação não catalisada, que
ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação
é dada por E2 + E3
e) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre
com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada
por E1.
30. (Fuvest) Para estudar a velocidade da reação
que ocorre entre magnésio e ácido clorídrico, foram feitos
dois experimentos a 15°C utilizando a mesma quantidade
de magnésio e o mesmo volume de ácido. Os dois
experimentos diferiram apenas na concentração do ácido
utilizado. O volume de hidrogênio produzido em cada
experimento, em diferentes tempos, foi medido a pressão
e temperatura ambientes. Os dados obtidos foram:
a) Em qual dos experimentos a velocidade da reação foi
maior? Justifique com base nos dados experimentais.
b) A curva obtida para o experimento I (15°C) está no
gráfico acima. Neste mesmo gráfico, represente a curva
que seria obtida se o experimento I fosse realizado a uma
temperatura mais alta. Explique
31. (Unesp) Em duas condições distintas, a
decomposição do NH4NO3, por aquecimento, conduz a
diferentes produtos:
I. NH4NO3 puro
NH4NO3(s) → N2O(g) + 2H2O(g) + 169kJ
II. NH4NO3 em presença de impurezas de cloreto:
NH4NO3(s) → N2(g) + 2H2O(g) + 1/2O2(g) + 273kJ
Explique, em termos de energia de ativação:
a) Por que a decomposição do NH 4NO3 puro ocorre pelo
processo representado em I, embora aquele representado
em II corresponda a um processo mais exotérmico.
b) O papel do íon cloreto na decomposição representada
em II.
32. (Unesp) Na química atmosférica, os óxidos de
nitrogênio desempenham um papel importante, mantendo
e poluindo a atmosfera, e são conhecidos coletivamente
como NOx. O óxido de nitrogênio, NO, contribui, como os
clorofluorcarbonos, na destruição da camada de ozônio,
segundo as reações:
NO + O3 → NO2 + O2 (I)
NO2 + O → NO + O2 (II)
O resultado final dessas reações é a destruição de
uma molécula de ozônio, O3 + O → 2O2. Considerando as
reações (I) e (II):
a) determine o número de oxidação do nitrogênio nos
compostos presentes nas equações;
b) indique, com justificativa, por que o NO é tão prejudicial
na destruição da camada de ozônio.
33. (Fuvest) Um estudante desejava estudar,
experimentalmente, o efeito da temperatura sobre a
velocidade de uma transformação química. Essa
transformação pode ser representada por:
Após uma série de quatro experimentos, o estudante
representou os dados obtidos em uma tabela:
Que modificação deveria ser feita no
procedimento para obter resultados experimentais mais
adequados ao objetivo proposto?
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a) Manter as amostras à mesma temperatura em todos os
experimentos.
b) Manter iguais os tempos necessários para completar as
transformações.
c) Usar a mesma massa de catalisador em todos os
experimentos.
d) Aumentar a concentração dos reagentes A e B.
e) Diminuir a concentração do reagente B.
34. (Fuvest) Investigou‐se a velocidade de
formação de gás hidrogênio proveniente da reação de Mg
metálico com solução aquosa de HC . Uma solução
aquosa de HC foi adicionada em grande excesso, e de
uma só vez, sobre uma pequena chapa de magnésio
metálico, colocada no fundo de um erlenmeyer.
Imediatamente após a adição, uma seringa, com êmbolo
móvel, livre de atrito, foi adaptada ao sistema para medir
o volume de gás hidrogênio produzido, conforme mostra o
esquema abaixo.
DICAS
Tente fazer o exercício primeiro antes de olhar
as dicas.
01. Aqui são dois os fatores que vão influenciar na
velocidade: a temperatura e a superfície de contato. Veja
em qual das alternativas temos maior superfície de
contato entre os reagentes E maior temperatura.
03. Imagine o ar bombeado como um reagente
sólido. Bolhas grandes seriam como o reagente em
pedaços, enquanto bolhas pequenas seriam como o
reagente em pó. Ou seja, bolhas pequenas têm maior...
Os dados obtidos, sob temperatura e pressão
constantes, estão representados na tabela abaixo e no
gráfico do item b.
Tempo (min)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Volume de H2 acumulado (cm3)
0
15
27
36
44
51
57
62
66
69
71
a) Analisando os dados da tabela, um estudante
de Química afirmou que a velocidade de formação do gás
H2 varia durante o experimento. Explique como ele chegou
a essa conclusão.
Em um novo experimento, a chapa de Mg foi
substituída por raspas do mesmo metal, mantendo‐se
iguais a massa da substância metálica e todas as demais
condições experimentais.
b) No gráfico a seguir, esboce a curva que seria obtida
no experimento em que se utilizou raspas de Mg.
04. Note que, quanto maior a velocidade da
reação, menor o tempo de duração do experimento.
Nessas questões de comparar vários experimentos,
lembre-se que você só pode comparar experimentos que
só possuam um fator diferente.
Nesse caso, dá pra comparar a velocidade dos
experimentos 1 e 2 (possuem apenas temperatura
diferente), mas não dá pra comparar diretamente os
experimentos 2 e 3, por exemplo.
05. Atenção: a questão está comparando os
tempos de reação de cada experimento, e não a
velocidade. Lembre-se de que, quanto maior o tempo de
reação, menor a velocidade.
10. Limalha de ferro é a mesma coisa que ferro
em pó.
Note que, nos dois casos, foi usada a mesma
massa de ferro e todo o ferro foi consumido. O que
podemos afirmar sobre o volume total de H2 produzido nos
dois experimentos? Lembre-se do gráfico visto em sala
de aula, na parte sobre influência da superfície de contato.
11. Na curva A, o volume de H2 produzido foi
metade do produzido nas curvas B e C. Ou seja, a massa
de magnésio usada no experimento da curva A é metade
da massa dos outros experimentos. Com isso, dá pra
descobrir a qual experimento corresponde a curva A.
Agora veja os dois experimentos restantes. Qual
é a única diferença entre os dois? Como essa diferença
influencia na velocidade da reação?
12. Lembre-se de que o catalisador diminui a
energia de ativação. Assim, o caminho com menor energia
de ativação é aquele na presença de catalisador.
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15. Aqui são três os fatores que vão influenciar na
velocidade: a temperatura, a superfície de contato e a
concentração do reagente (oxigênio). Veja em qual das
alternativas temos maior superfície de contato entre os
reagentes, maior temperatura E maior concentração de
oxigênio.
17. Note que a curva a é a de maior energia de
ativação, seguida de b e de c. O enunciado diz quais são
os valores da energia de ativação em cada uma das
condições (sem catalisador, com platina e com catalase).
18. Fatores que podem diminuir o tempo de
remoção da mancha: temperatura, superfície de contato,
concentração de reagentes e catalisador. Quais desses
fatores podem ser alterados sem usar outra substância
(apenas água e vinagre) e sem danificar o prato?
19. Note que as curvas 1 e 2 levam a um maior
volume de hidrogênio produzido do que as curvas 3 e 4.
Isso quer dizer que foi utilizado mais reagente nas curvas
1 e 2 do que nas curvas 3 e 4. Como a massa de ferro é a
mesma, então nas curvas 1 e 2 necessariamente foi usado
mais ácido sulfúrico (H2SO4).
Então temos 1-C e 2-D, ou 1-D e 2-C. Como saber
qual é qual? Pela diferença na velocidade das duas. Note
que a temperatura do experimento C foi maior do que a do
experimento D.
20. A chama mais intensa ocorrerá na lanterna
com maior velocidade de queima. No entanto, se a
velocidade da queima for maior, isso quer dizer que o
carbureto vai ser consumido mais rapidamente e a
lanterna correspondente se apagará primeiro.
21. Usando reagentes sólidos, há pouco contato
entre os reagentes. Quanto maior o contato entre os
reagentes, maior vai ser...
22. Em todos os experimentos, a concentração
inicial de ácido é a mesma. Logo, com os dados contidos
na tabela, não se pode afirmar nada sobre a influência da
concentração.
Nos experimentos 1 e 3, note que a massa total
da amostra de Zn é a mesma (1,0 g). Ou seja, o item III
está afirmando que os resultados mostram que: “quanto
maior a superfície de contato, maior a velocidade de
reação”.
23. Use os “tracinhos” nos eixos do gráfico para
comparar a velocidade média em cada uma das curvas
(lembrando que velocidade média = variação da
concentração / intervalo de tempo). A reação mais lenta
será a que tiver menor velocidade média, e a reação
catalisada será a que tiver maior velocidade média.
25. Concentração do ácido igual a zero quer dizer
que todo o ácido (reagente) foi consumido, o que quer
dizer que a reação parou de ocorrer.
Note que o volume total de hidrogênio produzido
vai ser maior no experimento II do que no I.
Lembre-se de que a concentração não influencia
somente na quantidade de reagente, mas também na
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velocidade de reação (em qual dos experimentos ela é
maior?)
28. Note que:
- o N2 é um produto, não um reagente;
- o carvão (C) é um reagente sólido, então
aumentar a sua quantidade não vai aumentar a sua
concentração (por quê?);
- carvão e enxofre são insolúveis em água.
Essas dicas podem parecer aleatórias, mas cada
uma delas está intimamente relacionada a uma das
alternativas.
30. Para fazer a curva no item b, lembre-se do
exemplo semelhante visto em sala.
31. Se uma reação pode ocorrer por diferentes
caminhos, com diferentes energias de ativação, ela
preferencialmente vai ocorrer pelo caminho de menor
energia de ativação.
Sem a presença de cloreto, o caminho
preferencial é o I. Na presença de cloreto, o caminho
preferencial é o II. Qual deve ter sido a ação do cloreto
para que a reação “preferisse” seguir pelo caminho II?
32. Note que o NO consumido na etapa I é
devolvido em seguida na etapa II.
33. Para estudar o efeito da temperatura, apenas
a temperatura deve mudar de um experimento para o
outro – os outros fatores devem ser os mesmos nos quatro
experimentos.
Note que o tempo decorrido indica o resultado do
experimento (quanto maior o tempo, menor a velocidade),
ou seja, é esperado que ele seja diferente nos quatro
casos.
34. Essa questão é muito parecida com a questão
30, em especial o item b. Lembre-se novamente do
exemplo parecido visto em sala.
GABARITO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
D
D
A
B
D
a) ΔH = -200 kJ/mol, reação exotérmica.
b) O catalisador diminui a energia de ativação
e não altera a variação de entalpia da reação.
7. D
8. E
9. C
10. B
11. A
12. B
13. B
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14. D
15. D
16. A
17.
a) Exotérmica, pois a entalpia dos produtos
é menor do que a entalpia dos reagentes.
b) a – sem catalisador
b – com platina (catálise heterogênea)
c – com catalase (catálise homogênea)
29. E
30.
a) Da tabela, verifica-se que nos instantes
iniciais da reação, a variação do volume de H2‚ é maior
no experimento II que no I. Como a velocidade média da
reação pode ser dada por vm = |∆𝑉𝐻2 |⁄∆𝑡, pode se
afirmar que a velocidade da reação foi maior no
experimento II.
b)
18.
- Adicionar mais vinagre (maior concentração
de reagente)
- Aumentar a temperatura.
- Agitar o sistema (maior contato entre os
reagentes).
19. E
20.
a) A lanterna II apresentará chama mais
intensa pois o estado de divisão do carbureto (finamente
granulado) possui maior superfície de contato do que o
da lanterna I, resultando em uma maior velocidade da
reação de formação de acetileno. 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
carbureto
finamente
granulado
reagirá
mais
rapidamente, sendo totalmente consumido em menos
tempo.
21. A
22. D
23.
a) Curva 3 - menor variação de concentração
em função do tempo (menor velocidade média)
b) Curva 2 - final da reação num tempo menor
(maior velocidade média).
24. 01 + 02 = 03
25. B
26. C
27.
O catalisador diminui a energia de ativação do
sistema, pois altera o “caminho” da reação. Logo, a curva
II representa a reação na presença de catalisador. O valor
da variação de entalpia ( H) permanece constante.
A velocidade da reação aumenta, pois um aumento
da temperatura causa elevação da energia cinética média
das moléculas. O resultado é que ocorrerão colisões mais
eficazes com os mesmos reagentes ao medirmos o
volume do gás nas mesmas condições de pressão e
temperatura.
31.
a) A decomposição do NH4NO3 ocorre em I,
pois possui menor energia de ativação.
b) O íon cloreto funciona como catalisador.
32.
a) NOX do N no NO: +2
NOX do N no NO2: +4
b) O NO é consumido na reação I e formado
na II. Desse modo, uma única molécula de NO poderá
reagir com diversas moléculas de O3.
33. C
34.
a) De acordo com a tabela fornecida, verificase que a cada intervalo de tempo diminui a velocidade
média de formação do H2. Além disso, a inclinação da
curva diminui ao longo do tempo, o que mostra que a
velocidade da reação diminui (ou seja, varia) durante o
experimento.
b)
28. C
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