Exercicio1 cinetic 2017

Exercicio1 cinetic 2017

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  UNIVERSIDADE FEDERAL DOPIAUÍ CENTRO DE CIÊNCIASDA NATUREZA – DEPARTAMENTODE QUÍMICA Disciplina: DQU0121 Cinética Química– T01 Período:1° semestre de 2017 6ª feira 08 às 10 h Ministrante: Prof. Dr. Francisco Carlos Marques da Silva ESTUDO DE CASOS 1- Decomposição isotérmica do azoisopropano em hexano e nitrogênio. (CH3)2CHN=NCH(CH3)2 (g) → C6H14 (g) + N2 (g) Tendo-se a pressão inicial (pi) do composto e a pressão total (p) depois de vários intervalos de tempo pode-se determinar k1. Seja pA a pressão do azoisopropano e x a diminuição após um tempo t, então: xppxpp HexNiA  2 ; a pressão total será:   xxxppppp iHexNA  2 Logo: ii ppxentãoxpp  Substituindo x na expressão da pressão do azoisopropano fica: ppp iA  2 Em termos de concentração: a  pi e (a-x) pA, escreveremos: pp p t k i i   2 log 303,2 1 O que reduz a equação para o caso particular que envolve a pressão inicial do azoisopropano e a pressão total do sistema após um tempo t. Não necessita conhecer a pressão parcial do reagente na mistura depois do tempo t. Reação estuda por Ramsperger, [J. Chem. Soc. 50,714,1928], num intervalo de pressões 0,0025 a 46 mmHg, entre 250 a 290 ºC. Resultados tabelados a 270 ºC: t (seg) p (mmHg) k1 (seg1 ) 0 35,15=pi 2,12 x 103 180 46,30 2,11 x 103 360 53,90 2,11 x 103 540 58,85 2,07 x 103 720 62,20 2,03 x 103 1020 65,55 1,96 x 103 Média= Exercício: Determine k1 graficamente 2 – Decomposição do N2O5 N2O5(g) → N2O4(g) + ½ O2 (g) Para cada 1 mol de N2O5 decomposto há um aumento de ½ no sistema reagente. A pressão parcial do pentóxido de nitrogênio decomposto é igual ao dobro do aumento de pressão do sistema a volume constante.
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  Há um aumentoadicional de pressão pela decomposição do N2O4 produzindo 2NO2(g) isso é corrigido conhecendo-se a constante de equilíbrio dessa reação. Para determinar a velocidade de decomposição do N2O5, mede-se a pressão total depois de vários intervalos de tempo t, para se ter a pressão parcial do reagente decomposto, x. Conhecendo-se a pressão inicial pode-se determinar k1 através da equação de 1ª ordem. (Daniels e Johnston, 1921) t (seg) x (mmHg) k1 (seg1 ) 1200 53,8 1800 72,7 2400 90,0 3000 106,0 3600 121,4 6000 171,0 8400 206,8 12000 244,6 pi=308,2 Média = Exercício: Calcule k1 3 – A hidrolise do acetato de metila é muito lenta e é catalisada por HCl de acordo com a reação: CH3COOCH3 + H2O HCl CH3COOH + CH3OH A concentração do ácido é constante e da água, em excesso, também. Retira-se amostra (alíquotas) do sistema, a vários intervalos de tempo e titula-se com NaOH, para determinar-se a concentração do éster O volume gasto da base em cada tempo é para neutralizar o catalisador + acido acético formado, como se conhece a concentração do catalisador (equivalente) determina-se a do acido acético que é igual a do éster que reagiu. Se V0 Volume inicial de base (correspondente à titulação só do catalisador) Vt Volume gasto na titulação depois de um tempo t V Volume gasto final V0 Vt e V Vt, V, referem-se à mesma alíquota Vt – V0 Volume de base gasto para titular só o acido acético formado depois de um tempo t. (equivale a x quantidade de éster que reagiu) V – V0 Volume de base gasto para titular só o acido acético depois que todo éster se decompôs. (equivale a concentração inicial a do éster) Vt – V0 = x V – V0 = a a – x ⇨ V – V0 – (Vt – V0) = V – Vt A expressão de k1 pode ser obtida substituindo-se esses valores na equação de velocidade de 1ª ordem:
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  )( )( log 303,2 0 1 tVV VV t k      Os resultadospara hidrolise do acetato de metila a 25 ºC usando HCl 0,05 M como catalisador são dados a seguir: Exercício: Calcule os outros valores de k1. t (seg) V (mL) k1 (seg1) 0 24,36 = V0 - 1200 25,85 5,62 x 105 4500 29,32 7140 31,72  47,15 = V Após estes exemplos: 1 – Deduza a lei de velocidade para os casos abaixo considerando uma reação de 1ª ordem: a) A →produtos, onde k1 é a constate de especifica de velocidade b) A + B →produtos, com [B] >> [A] c) A→B→C (reações consecutivas), onde k1 é constante de velocidade de A para B e k2 é de B para C. Analise o caso de k2 >> k1. 2 – Deduza a expressão da lei de velocidade para uma reação que obedece a equação: − 𝒅[𝑨] 𝒅𝒕 = 𝒌[𝑨] 𝒏 com n>1.