La ciencia q cambiará todo, Apuntes de Química Inorgánica

¡Descarga La ciencia q cambiará todo y más Apuntes en PDF de Química Inorgánica solo en Docsity! Universidad Mayor de San Andrés Facultad de Ingeniería QMC 104 — Química Inorgánica Semestre Académico 2/2021 CAPITULO 6: FUNDAMENTOS DE CINÉTICA QUÍMICA 13 REACCIONES DE PRIMER ORDEN 13.1 ¿Cuál es la definición de velocidad de reacción, r? 13.2 ¿Qué es orden de Reacción? ¿Qué significado tiene? ¿Cuál su importancia? 13.3 Describa la Ley de Velocidades. 13.4 ¿Qué significado tiene la constante de velocidad específica, k? 13.5 ¿Qué expresión matemática describe a las reacciones químicas de primer orden, en general? 13.6 Escriba las expresiones matemáticas exponencial y lineal de las reacciones de primer orden. Represéntelos gráficamente. 13.7 ¿Qué representa el tiempo de vida media, 1? Cite ejemplos. 13.8 ¿Existen periodos sucesivos de vida media? Cite ejemplos 13.9 ¿Qué es Energía de Activación?, ¿Cómo se determina?, ¿En qué unidades se expresa? Cite un ejemplo. 13.10 Describa la importancia de ca ¡s de las reacciones químicas. ¿Cómo se clasifica? Cite ejemplos. EJERCICIOS PROPUESTOS 13.11 La combustión completa del butano gaseoso se desarrolla según la ecuación química: C4H1o (9) + O2 (9) — CO» (g) + H20 (9) Si se consumen 80 moles de butano cada 15 minutos, determinar: (a) la velocidad media del butano en [moVh] y (b) la cantidad de moles de dióxido de carbono se que producirán en 6 horas de combustión completa continua. RESPUESTA.. (a) 320 [mol/h]; (b) 7680 mol CO». 13.12 En la formación de NHs a partir de sus elementos, según la ecuación: N2 (g) + 3 H2 (9) — 2NHs (g), se establece que en 10 minutos se forma 13.6 y de NHs. ¿ Cuál es la velocidad de reacción que ofrece cada sustancia involucrada en la anterior reacción? Exprese el resultado en [mol/hora]. RESPUESTA.- r (NH) = + 3 [mol/h]; r (H») = — 4.5 [mol] y r (N2) =- 1.5 [mol/h]. 13.13 Enla reacción química A — Productos, se encuentra que al registro de t = 45.5 segundos, la concentración de A es 0.648 Men tanto que at = 92.5 segundos, la concentración de A es 0.416 M. Determinar la velocidad media de esta reacción durante este intervalos de tiempo. Exprese el resultado en [mol £*1 hr1] RESPUESTA.- f media = — 17.77 [mol £1 h1] 13.14 En un recipiente de 10 £ a 27"C, que inicialmente contiene sólo N2O4 gaseoso a la presión absoluta de 468 mmHg, se advierte que en el lapso de 40 segundos, la presión se incrementa hasta 546 mmHg. Determinar (a) los moles de N204 que se consumen; (b) la velocidad de reacción que ofrece, tanto el reactante como el producto; exprese el resultado en [mol/'—h]. RESPUESTA.- (a) 0.0417 mol N204; (b) r (N204) = - 0.3753 [moVt-h]; r (NO») = + 0.7506 [moVt-h] 13.15 La disociación del PCIs en PCIs y Cl se desarrolla siguiendo una cinética de primer orden a 77*C. Si inicialmente un recipiente de 25 litros contiene 52.5 g de PCls purísimo, determine (a) la presión inicial en el recipiente; (b) la concentración molar que ofrece el PCIs presente al cabo de 4 min; (c) 10 min; (d) 25 min; (e) 40 min; (f) el valor de la vida media del reactante. La constante de velocidad específica de esta reacción es 0.08 min”. RESPUESTA.- (a) 220.02 mmHg; (b) 0.00726 M; (e) 0.0045 M; (d) 0.001353 M; (e) 0.00041 M; (F) 8.66 min 13.16 Un recipiente de 20 litros contiene inicialmente 73.6 y de N204 gaseoso a 27*C y, al cabo de 20 segundos, se establece que el 60%se ha disociado en NO» gaseoso. Determinar: a) La cantidad de N204 y NO presentes en el recipiente al cabo de 20 segundos b) La presión inicial y la presión al cabo de 20 segundos. ¿Cambia la presión? ¿Por qué? c) El valor de la velocidad de reacción de cada una de estas sustancias. RESPUESTA.. (a) 0.32 mol N20s y 0.96 mol NO»; (b) Po = 0.984 atm, Pzo = 1.5744 atm. La presión aumenta por el incremento de cantidad de sustancia; (c) r (N204) = 4.32 [moVt-—h]; r (NO>) = +8.64 [moVt-h] 13.17 ¿Qué proporción del reactante inicial queda después de transcurridas cuatro vidas medias, en forma consecutiva? RESPUESTA.- Queda el 6.25 %de la cantidad inicial de reactante. 13.18 La disociación del SbCls es de primer orden a 177"C. Si la concentración inicial del pentacloruro es 0.816 M y después de 16 minutos es 0.632 M, determinar: (a) la constante de velocidad específica; (b) la vida media de esta reacción; (c) El tiempo para que la concentración final sea 0.235 M y (d) el valor de la molaridad del PCI5 despues de 2.5 horas de reacción. RESPUESTA.- (a) 0.016 mirr*; (b) 43.3 min; (c) 77.8 min y (d) 0.074 M 13.19 Si el valor del periodo de vida media de la descomposición del H20> es 22 segundos, cuando su cinética se ajusta al tipo de primer orden. Determinar (a) el valor de la constante de velocidad específica y (b) la proporción del H20» inicial, consumido al término de tres vidas medias consecutivas. RESPUESTA.- (a) 1.89 min'1; (b) 87.5 % 13.20 Para la reacción entre los reactantes A y B, la constante de velocidad específica a 327*C es 0.385 [mot £ 51] y a 443"C es 16.0 [mol* £ 51]. Determinar (a) la energía de activación Ex; (b) el factor de frecuencia y (c) la constante de velocidad a 500*C RESPUESTA.- (a) 114.7 kJ/mol; (b) A = 3.79 x 10% [mot £ s*] y (c) ksoo = 66.3 [mol £ s*1]