T P 4 - Cinética Qca

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T.P. 4 – Cinética Química 
 
1) No influye b) “El valor de la Constante de Equilibrio” pues indica el sentido 
de la reacción pero no su rapidez. 
 
2) (a) 
 Δ[H2] Δ[I2] Δ[HI] 
 Δ VH2 = - --------- ; Δ VI2 = - --------- ; Δ VHI = ½ ---------- 
 Δt Δt Δt 
 
 
 (b) 
 Δ[H2] Δ[O2] Δ [H2O] 
 Δ VH2 = - ½ ----------- ; Δ VO2 = - ------------- ; Δ VH2O = ½ ------------- 
 Δt Δt Δt 
3) 13 min = 780 seg = 780 s (pues 1 min ----- 60 s 
 13 min ----- X = 780 s) 
 
 Δ [A] 
La Veloc. Media de Reacción es: Ṽ = - --------- , entonces: 
 Δt 
 
 [A] f – [A] i (0,9746 – 0,9986) 
 Ṽ = - --------------- = - ---------------------- = 3,08. 10-5 M/s 
 Δt 780 s 
 
 Δ [A] 
4) ṼA = - --------- = 1,13.10-4 M s-1 
 Δt 
 
 Como: 2 A → 3B, Δ [A] Δ [B] 
 ṼB = - 1/2 --------- = 1/3 ---------- por lo tanto: 
 
 Δt Δ t 
 
 ṼB = 3 / 2 ṼA 
 ṼB = 3 / 2 (1,13.10-4) M s-1 = 1,69.10-4 M.s-1 
2 
 
5) 
 t (min) [ P.F] (mol / dm3) 
 0 ………….. 1,00 
 10 ………….. 0,70 
 20 ………….. 0,49 
 30 ………….. 0,34 
 40 …………. 0,24 
 
 (0,70 – 1,00) M 
a) 0 -10, Ṽ = - -------------------- = 0,03 M min-1 (Ojo!! las unidades de tiempo …) 
 10 min 
 b), c) y d) Tarea 
 
6) 
 (1) De 0,020 M → 0,040 M se duplica tanto la concentración como la velocidad (V) 
Lo mismo ocurre entre la concentración 0,040 y 0,080 M y sus respectivas V, por lo 
tanto es una reacción de Primer Órden (relación lineal) , entonces: 
 Proporción V = Proporción [A] x 
 2 = 2 x y para ello x = 1 
 
(2) Aquí la concentración se duplica pero la Velocidad se cuatriplica, tanto de 0,020 
a 0,040 M como de 0,040 a 0,080 M, por lo tanto se trata de una reacción de 
Segundo Órden (relación cuadrática), entonces: 
Proporción V = Proporción [A] x 
 4 = 2 y 
 ln 4 = y . ln 2 y para ello y = 2 
 
 
 
 
3 
 
7) V = K [A] X [B] Y Cuando calcule “x” debo tener en cuenta en la tabla de datos, 
que el valor de B debe ser constante, entonces reemplazo en la ecuación de V los 
datos de V y [A] correspondientes, o sea: 
[A] pasa de 0,5 a 1,0 M (se duplica) y V pasa de 0,0625 a 0,25 (se cuatriplica), por lo 
tanto reemplazando queda: 
0,0625 K. (0,5)X. (1)Y 
----------- = ------------------ => 0,25 = (0,5)X => ln 0,25 = x. ln 0,5 => x = 2 
 0,25 K. (1)X. (1)Y 
 
Lo mismo se hace con [B] pero en este cao se trabaja con los valores que mantienen 
a la [A] constante, es decir que reemplazando los datos en la ecuación de V observo 
que la [B] pasa de 1 a 2 M (se duplica) y V pasa de 0,0625 a 0,125 (también se 
duplica), entonces: 
0,0625 K. (0,5)X. (1)Y 
---------- = ------------------- => 0,5 = (1/2)Y => ln 0,5 = y. ln (1/2) => y = 1 
 0,125 K. (0,5)X. (2)Y 
 
El orden parcial con respecto A es dos (2) y el orden parcial con respecto a B es uno 
(1). El orden total es tres (3). 
Finalmente, despejo K de la ecuación de V dada, reemplazo los valores obtenidos 
(siempre de una misma fila … cualquiera sea la elegida) y se obtiene que 
 K = 0,25 M-2.s -1 
 
8) a) V = K [X] 0 => V = K (1) => V = 0,014 M. s-1 = K 
 b) V = K [X] => V = K (1) pero si [X] se duplica también se duplicará la V, 
 entonces V = 0,014 M. s-1.(2) = 0,028 M.s-1 
 c) V = K [X] 2 , Aquí la [X] se cuatriplica (se duplica de 0,5 a 1 y además este 
 valor se eleva al cuadrado) por lo tanto también se cuatriplica la V, entonces: 
 V = (0,014Ms-1).(4) = 0,056 M.s-1 
 
 9) (a) V =K . [Hb] [O2] => V 2,7.10-5 M.s-1 
 K = ------------ = --------------------------------= 2,1.10-6M-1s-1 
 [Hb] [O2] (8,0.10-6M).(1,6.10-6M) 
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 (b) 1 Lt …………. 2,7.10-5 mol.s-1 
 0,2 Lt …………. X = 5,4.10-6 mol .s-1 de O2 consumidos 
y como 1 hs = 3600 s, entonces: 
 5,4.10-6 mol.s-1.3600 s / 1 h = 1,94.10-2 mol. h-1 de O2 consumidos 
 
 
 10) Es una ecuación REDOX en medio ácido: 
 
 [ 2 I- → I2 + 2e-] 
 2 [ 2 H+ + NO2- + e- → NO + H2O] 
 ----------------------------------------------------------- 
 2 I- + 4 H+ + 2 NO2- ↔ I2 +2 NO + 2 H2O , llevo la ec. iónica a molecular: 
 2 I- + 4 H3O+ + 2 NO2- ↔ I2 +2 NO + 6 H2O 
 
(a) Reemplazo en la Ley Experimental de Velocidad dada los datos y despejo la 
 [ H3O+] y expreso: 
 [ H3O+] = ( V / K. [ NO2-]. [I-] ) ½ (ojo!!... estamos indicando una raíz 
 Cuadrada y cuidado al simplificar las 
 unidades!!) 
 [ H3O+] = 4,0.10-3 M 
 
(b) La V es independiente de la [I2] aq. dado que esta sustancia es un producto 
y no un reactivo. Por lo tanto, el orden de reacción será CERO. 
 
 11) [A]f 
 Dada la ecuación: ln -------- = - k .t y reemplazando los datos , se 
 [A]i despejará la [A]f es decir, la 
 [H2O2]f ,entonces: 
 [H2O2]f [H2O2]f [H2O2]f 
 ln ----------- = - k .t ; ln ----------- = -0,876 ; -----------= antiln (-0,876) 
 [H2O2]i 2,32 M 2,32 M 
5 
 
 [H2O2]f = 0,966 M 
 
 12) a) t ½ = τ = 0,693 / K = 234,91 s 
 
 b) ) Af 
 Dada la ecuación: ln -------- = - k . t = - 2,95.10-3 s-1 (120 s) = - 0,354 
 Ai 
 Af Af 
 ln -------- = - 0,354 ; -------- = antiln (- 0,354)= 0,70 ; 
 100% 100 
 
 Af = 0,70 (100) = 70 % Ai 
 
 13) a) Tarea 
 A 0 / 3 
 b) ln ---------- = - k.t (Aclaración: si se descompone 2/3 A0, queda 1/3A0 parte disponible) 
 Despejo t y llego a que t= 1505 s 
 c) Tarea 
 el resultado es Af = 90,95% Ai por lo tanto, queda sin 
 descomponerse el 90,95% de H2O2 
 
 14) 
 K2 Ea Ecuación de Arrhenius 
 ln ----- = ------- (1 / T1 – 1 / T2) (Influencia de la temperatura sobre 
 K1 R la Velocidad de Reacción) 
 
 Otra Forma: K = A . e (-Ea / RT) 
Siendo: A la Constante del Factor de Frecuencia de Choques 
 K la Constante de Velocidad (que es dependiente de la temperatura) 
6 
 
Aplicando la Ec. de Arrhenius: 
 2 K1 Ea 
ln ----------= ----------------------(1 / 303 K – 1 / 313 K) 
 K1 8,314 J/ K. mol 
 
 Se despeja Ea y Ea = 54.612 J/ mol = 54,612 KJ/mol 
 
 
 15) Se aplica la Ecuación de Arrhenius: 
 
 9,63.10-5 s-1 106.000 J/mol 
 ln ----------------- = --------------------- (1 /298 K – 1/ T2) , 
 3,46.10-5 s-1 8,314 J /K mol 
 
 1,0236 = 12.749,6 K-1 (3,35.10-3 – 1/T2) 1/K 
 
 Se despeja T2 …. ¡Cuidado con los despejes! 
 
 T2 = 305,8 K