Licenciatura en Bioquímica.

Cinética. Guía No 1 I Semestre 2011.

1) Un antibiótico A se descompone dando un producto P con una cinética de segundo orden. La estequiometría para el reactivo es 1 y para el producto es 2. Diga como se relacionan entre si la velocidad de desaparición del reactivo y la formación del producto.Derive una ecuación que relacione la concentración del antibiótico que queda sin reaccionar en función del tiempo de reacción. De las unidades apropiadas para expresar la velocidad de la reacción y también para expresar la constante específica de velocidad de formación

2) La inversión de la sacarosaC12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 procede como sigue a 25 oC

t (min) 0 30 60 90 130 180Sacarosa invertida (M) 0 0,1 0,1946 0,277 0,3726 0,4676

La concentración inicial de sacarosa es de 1 M. Demuestre que la reacción es de primer orden. Calcule la constante específica de velocidad y el tiempo necesario para que se consuma la mitad de la sacarosa inicial. Explique porque la reacción es de primer orden si el agua entra estequiométricamente en la reacción.Calcule cuanto tiempo se tardara en invertir el 95% de 1 Kg de sacarosa.

3) El cloruro de diazobenceno a 50 oC se descompone liberando nitrógenoC6H5N2Cl C6H5Cl + N2

La reacción se siguió midiendo los cm3 de N2 liberado a distintos tiempos. En un experimento a 50 oC y con una concentración inicial de 10 grs/mol de diazobenceno se obtuvieron los siguientes datos

t (min) 6 12 18 24 30 N2 (cm3) 19,3 32,6 41,3 46,5 50,4 58,3

Calcule el orden de la reacción y la constante de velocidad.

4) La velocidad de hidrólisis del acetato de etilo a 25 oC, se estudio en una solución alcalina usando NaOH 0,01M (los productos de reacción son el alcohol y el ácido). La reacción se siguió titulando la base con HCl a diferentes intervalos de tiempo y concentración inicial de éster 0,01M. Los datos obtenidos fueron:Tiempo (min) 3 7 15 25Concentración de base (mM) 7,4 5,5 3,63 2,54

a) Escriba la reacción que ocurre.b) Calcule:- el orden y la constante de velocidad.- el tiempo para que la reacción proceda en un 95%.- el tiempo para que se consuma la mitad del éster.

5) Un dado antibiótico se descompone a 37 oC con una cinética de orden cero.a) Derive una expresión para el tiempo que tarda en consumirse la mitad del

antibiótico inicial.

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b) ¿Cuánto tiempo tardará la reacción en realizarse completamente?

6) Teniendo los siguientes datos calcule el orden de las siguientes reacciones, y cuando sea posible calcule la constante específica de velocidad.a) Reacción. A P1 Experimento 1 Experimento 2Tiempo (min) 0 20 0 40[A] (mol/lt) 0,8 0,4 0,4 0,2

b) Reacción: B + C P2 [B]inicial 0,01 0,005 0,0025 [C]inicial 2 1 2

t1/2 (min) 30 120 120

c) Reacción E P3

[E]inicial (mol/lt) 0,1 0,2 0,4 t1/2 (min) 20 40 80

7) El carbono 14 es radioactivo con una vida media de 5760 años. La radiación cósmica en la atmósfera superior sintetiza 14C que equilibra la pérdida por desintegración radiactiva. La materia viva mantiene un nivel de 14C que produce 15,3 desintegraciones por minuto por gramo de carbono. Los organismos muertos no intercambian carbono por CO2 en la atmósfera, así que la cantidad de 14C en la materia sin vida disminuye con el tiempo debido a la desintegración. Una muestra de 0,402 grs de carbono a partir de trigo tomado de una excavación egipcia mostró 3 desintegraciones por minuto ¿cuánto tiempo hace que murió el trigo?

8) La velocidad experimental de una reacción química entre dos compuestos A y B varia con la concentración inicial de A y de B como sigue: [A], M [B], M velocidad inicial de formación de productos, mol/lt seg 1 1 2 x10 -3 2 1 4 x10 -2 método diferencial 1 2 4 x10 -2

log v= cte + beta log Cb al dejar constante A se tienen dos puntos. Al graficar se tendrá una pendiente negativa, el único problema es que por dos puntos siempre se tiene una recta, por tanto es mejor trabajar con dos ecuaciones.

Para calcular el orden en A y B es = prcedimiento.

a) Escriba una expresión para la ley de velocidad de la reacción, es decir deduzca una ecuación que relacione la velocidad con la concentración de reactivos.b) Calcule la k de la reacción.

9) La hidrólisis del ATP catalizada por H+ se midió a diferentes temperaturas, obteniéndose los siguientes valores para la constante específica de velocidad:Temperatura, oC 39,9 43,8 47,1 50,2k, seg-1 4,67 x10-6 7,22 x10-6 10,0 x10-6 13,9 x10-6

Calcule la energía de activación , el factor preexponencial y la constate especifica de velocidad a la temperatura fisiologica de 37°. (se trabaja con la ecuaccion de arrhenius)

10) Se observó que una muestra de leche que se conserva a 25 oC se pone agria 40 veces mas rápido que cuando se mantiene a 4 oC. Estime la energía de activación para este proceso.

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Se observa que a una temperatura se tiene una constante 40 veces mayor.

11) La descomposición del bromuro de etilo sigue un mecanismo complejo, pero la ley cinética esta dada por v = k [EtBr] y la constante de velocidad por:k = 3,8 x 1014 e-54,000/RT (1/seg)Calcule:- la temperatura a la cual el bromuro de etilo se descompone a una velocidad de 5 % por seg.

La temperatura a la cual se descompondrá en un 70% en una hora.

La ley cinetica es de 1° orden.

12) Dada la reacción: A(g) B(g) + C(g) en que la constante de velocidad para la reacción directa es 0,2 1/seg y para la reacción inversa 5 x10 -4 1/atm seg a 298 K y cada valor se dobla al aumentar la temperatura a 310 k. Explique como se relaciona la constante de velocidad con la constante de equilibrio de la reacción. Calcule la constante de equilibrio de la reacción a 310 k y el Ho de la reacción a 298 K.

(vale el doble)

13) La coagulación de la sangre sigue una serie de reacciones consecutivas. Las últimas 3 reacciones de esta serie son:trombina fibrógeno fibrinaGrafique en forma cualitativa la variación de la concentración de las tres especies presentes en función del tiempo de reacción. Explique como deberían ser las velocidades relativas de las reacciones 1 y 2 para que el nivel de fibrógeno en la sangre será bajo.

14) Se tiene un compuesto A que contiene una impureza que es un 5% de la concentración de A y esta impureza reacciona con A por un camino paralelo de acuerdo a las siguientes reacciones:A C (1)A + I D (2)

(reacciones paralelas de 1° orden)

Siendo la reacción 1 de primer orden y la 2 de primer orden en A y en I. Si k 2/k1 es 10 cc/mol ¿Qué % de D se obtendrá entre los productos de reacción?

15) Los compuestos A y B reaccionan simultáneamente dando un producto P1 y un producto P2:A + B P1 v = k[A] [B] Ea = 20 kcal/mol (1)A + B P2 v = k [A] Ea = 12 kcal/mol (2)A 25 C, la k para la reacción (1) es de 0,5 1/seg y de 0.1 1/ seg a 50 C para la reacción (2).- Calcule la relación de productos a 25 C, si la concentración inicial de B es 0.05 M. - ¿En qué condiciones de temperatura le conviene trabajar si se quiere obtener entre los productos de reacción un alto % de B?- ¿Cómo puede generalizar el efecto de la temperatura sobre las velocidades de

reacción?

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16) El NAD+ y el NADH, a 260 nm tienen coeficientes de absorción iguales siendo éste 1.8 x104 lt/mol cm. Este punto se llama isobéstico. A 340 nm el NAD+ no absorbe pero el NADH tiene un coeficiente de absorción de 6,22 x103 lt/mol cm. Una solución que contiene ambas sustancias presenta una absorción de 0,215 a 340 nm y de 0,85 a 260 nm. Calcule la concentración de cada sustancia.

17)

17) Explique si la reacción dada en el problema 1 seguirá un paso elemental o se llevara a cabo siguiendo un mecanismo de reacción.

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