MATEMÁTICA APLICADA

PROBLEMAS DE CINÉTICA QUÍMICA

1.Escribe la ecuación de velocidad de las siguientes reacciones:

a) NO(g) + O3(g) => NO2(g) + O2(g) si sabemos que la reacción es de primer orden con respecto a cada reactivo

b) 2 CO(g) +  O2(g) => 2 CO2(g) si sabemos que es de primer orden con respecto al O2 y de segundo orden con respecto al CO.

2. En la reacción: A+ B => C, al duplicar solo la [A], la velocidad de reacción (V) se duplica. Al duplicar solo la [B], la velocidad (V) se cuadriplica; entonces exprese la velocidad de la reacción .

3. Para la reacción: A(g) + B (g) => C(g)

En forma experimental se obtienen los siguientes datos:

Velocidad de

Reacción[A](mol/L) [B](mol/L)

0.004 0.1 0.2

0.016 0.1 0.8

0.036 0.3 0.2

Determine la expresión de la velocidad de la reacción:

4.Se ha medido la velocidad en la reacción: A + 2B => C a 25 ºC, para lo que se han diseñado cuatro experimentos, obteniéndose como resultados la siguiente tabla de valores:

Experimento. [A0] (mol·l–1) [B0] (mol·l–1) v0 (mol·l–1·s–1)

1 0,1 0,1 5,5 · 10-6

2 0,2 0,1 2,2 · 10-5

3 0,1 0,3 1,65 · 10-5

4 0,1 0,6 3,3 · 10-5

Determina los órdenes de reacción parciales y total, la constante de velocidad y la velocidad cuando las concentraciones de A y B sean ambas 5,0 · 10–2

M.

Rpta: v = k · [A]2·[B], k = 5,5 · 10-3 mol–2·l2·s–1 v = 6,875 ·10–7 mol·l–1·s–1

MATEMÁTICA APLICADA

5. Durante la síntesis de urea a partir de catión amonio y anión cianato:NH4+ (ac) + OCN– (ac) → (H2N)2CO (ac)

se encuentra en ciertas condiciones experimentales que la reacción es de primer ordenen ambos reactivos y que su constante de velocidad vale 2,5 × 10–4 M–1 s–1 a 300 K.

¿Cuál es la velocidad inicial de formación de urea a dicha temperatura si se parte deamonio 0,1 M y cianato 10–4 M?

6. El ácido trinitrobenzoico disuelto en un solvente orgánico se descarboxila a 80ºC según la reacción:

La reacción es de primer orden y la constante de velocidad vale 2,77 × 10–6 s−1. ¿Cuántotiempo será necesario para que se descomponga el 10, el 20 y el 50 % del ácido?

7. La descomposición del pentóxido de dinitrógeno, N2O5 (g), en fase gaseosa es deorden 1 en el reactivo y el independiente de la presión de los productos. Calcule laconstante de velocidad de acuerdo con la estequiometría y los datos experimentales quese indican a continuación:

N2O5 (g) → 2 NO2 (g) + 1/2O2 (g) a 25 °Ct / s 0 4000 8000 12000 16000

[N2O5] / mM 2,15 1,88 1,64 1,43 1,25Rpta: k = 3,4 × 10–5 s–1.

8. La reacción del problema anterior fue estudiada en solución de CCl4,obteniéndose los resultados que figuran en la tabla siguiente:

t / s 0 184 319 526 867 1198 1877 2315 3144[N2O5] / mM 2,33 2,08 1,91 1,67 1,36 1,11 0,72 0,55 0,34a) Determine el orden de reacción y la constante de velocidad.Rpta: Orden 1; k = 6,2 × 10–4 s–1

9. La estabilidad de los medicamentos es un tema muy importante en farmacología.El ácido p-aminosalicílico (PAS), un fármaco de uso común contra la tuberculosis, sedescompone en m-aminofenol y dióxido de carbono en presencia de humedad ambiente.Al estudiar la descomposición de una pastilla de PAS en ciertas condiciones seencontraron los siguientes resultados:

t / h 0 2 4 8 12 16 20PAS / mg 100 94 88 75 63 52 40

MATEMÁTICA APLICADA

La reacción de descomposición es:

Determine el orden de la reacción y calcule la constante de velocidad.

Rpta: Orden cero; v = k = 3 mg h–1.

10. El tiempo de vida media para la desintegración radiactiva del 14C esaproximadamente de 5720 años. Calcule la constante de velocidad de la reacción dedesintegración sabiendo que la misma es de primer orden.

Rpta: k = 1,212 × 10–4 año–1;

11. En la reducción del hierro en un alto horno se obtuvo para la siguiente reacción:

FeO (s) + CO(g) → CO2 (g) + Fe (s)

Se tiene la información experimental, con ello hallar la ecuación de velocidad señalando su orden.

CO(mol/L) 9 8,6 7,5 7,1 6,8

Veloc 0,0513 0,04902 0,04275 0,04047 0,03876

12. En la lixiviación de la calcopirita se tienen los siguientes datos :

Fe+3(ppm) 5000 3960 3688 3296 2636 2356 2176 1788 1680

Veloc 45,96 40,90 39,47 37,32 33,37 31,55 30,32 27,49 26,64

La ecuación que gobierna el proceso es

CuFeS2 (s) + 4Fe+3(ac) → Cu+2

(ac)+2S (s) + 5 Fe+2 (ac)

Determine el orden y ecuación cinética. ¿Es elemental la reacción?

13. La concentración de azufre en lingotes de hierro después de la desulfurización con una escoria básica a 1470 ºC, en varios intervalos de tiempo, es la siguiente :

Tiempo, min 0 9 20 40 64

Concentración S, g/cm3

8,71 5,74 3,02 1 0,275

Hallar el orden y ecuación de velocidad.