Cintica, gua 1. II Sem 2012 1) La ecuacin estequiomtrica para la oxidacin de iones ioduro por perxido de hidrgeno en solucin cida es 2 I- + H2O2 + 2 H+ I2 + 2 H2O v = k [H2O2] [H+] [I-] a) Si la concentracin de H2O2 se aumenta en un factor 3, en qu factor se aumentar la velocidad de consumo de I-? b) Si bajo ciertas condiciones la velocidad de consumo de los iones ioduro es 7,2 x10-3 mol/lt seg, Cul es la velocidad de consumo de perxido de hidrgeno?, Cul es la velocidad de formacin del iodo? c) Si por adicin de agua a la mezcla de reaccin el volumen total se aumenta al doble, Cul ser el efecto en la velocidad del yoduro? cul sera el efecto sobre la velocidad de la reaccin?. 2) Suponga que la reaccin: A+2B 2C Es de orden 0 en A y orden 2 en B. Derive una expresin de velocidad que de la variacin de la concentracin de reactivo como funcin del tiempo de reaccin. Explique porque de la estequiometra de una reaccin no puede derivar del orden de la reaccin. 3) La reaccin A 2 B se estudi midiendo la concentracin de A a distintos tiempos de reaccin. En un experimento con una concentracin inicial de A de 1,2 M se encontr que el tiempo necesario para que disminuya a la mitad la concentracin de A es 2 min. Cuando la concentracin inicial se cambio a 0,6 M, este tiempo aumento a 4 min. Calcule el orden de la reaccin y la constante especfica de velocidad. 4) La reaccin A Q es de primer orden, despus de 540 seg el 32,5% del reactivo inicial permanece sin reaccionar. i) calcule la constante de velocidad de la reaccin. ii) el tiempo que debe dejar la reaccin para que reaccione el 75% del reactivo. Explique si con los datos en este problema podra hacer los mismos clculos en el caso que la reaccin fuera de segundo orden. 5) La dimerizacin de un antibitico A sigue una cintica de segundo orden, en solucin acuosa la constante de velocidad es 5,7 x10-5 M-1 s-1 a 25 oC y 1,64 x 10-4 M-1 s-1 a 40 oC. Calcule la energa de activacin y el factor preexponencial suponiendo que es aplicable la ecuacin de Arrhenius. Calcule la constante de velocidad a 37 oC. Derive una ecuacin que represente como varia la concentracin del antibitico con el tiempo de reaccin. 6) Los compuestos A y B reaccionan para formar C. Se mezclaron la misma cantidad de A y de B (en moles) y la cintica de la reaccin se sigui midiendo la disminucin de la absorbancia de A a 420 nm en funcin del tiempo a 25 oC. El coeficiente de absorcin de A a 420 nm es de 450 M-1 cm-1. Los datos obtenidos fueron: Tiempo (min) 0 30 90 270 450 630 Absorbancia de A 0,9 0,72 0,45 0,23 0,15 0,112 Discuta que se debe cumplir en esta reaccin para que la cintica se pueda medir siguiendo la absorbancia del compuesto A en el tiempo. Derive la ley cintica que sigue esta reaccin.

1

7) Los compuestos A y B reaccionan para formar C. Cuando se mezclaron igual moles de A y de B se obtuvieron los siguientes datos: Tiempo, seg 0 100 200 300 400 [A], M 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 a) Calcule el orden de reaccin en A b) Puede decir cual es el orden en B? 8) El carbono 14 es radioactivo con una vida media de 5760 aos. La radiacin csmica en la atmsfera superior sintetiza 14C que equilibra la prdida por desintegracin 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 atmsfera, as que la cantidad de 14C en la materia sin vida disminuye con el tiempo debido a la desintegracin. Una muestra de 0,402 grs de carbono a partir de trigo tomado de una excavacin egipcia mostr 3 desintegraciones por minuto cunto tiempo hace que muri el trigo? 9) Para la reaccin A + B Productos se tienen los siguientes datos de velocidades iniciales: [A], M 0,23 0,46 0,92 [B], M 0,031 0,062 0,062 v, mol/lt seg 5,2 x10-4 4,16 x10-3 1,664 x10-2 Calcule el orden en A y en B y la k de la reaccin. 10) Para la reaccin reversible A B de primer orden en ambas direcciones, k 1 = 0.01 1/seg y Beq/Aeq = 4. Si [A]o = 0.01 M y [B]o = 0. Derive una ecuacin que relacione la concentracin con el tiempo de reaccin. Qu concentracin de B se tendr despus de 30 min de reaccin? Calcule la constante de velocidad de la reaccin inversa. 11) La coagulacin de la sangre sigue una serie de reacciones consecutivas. Las ltimas 3 reacciones de esta serie son: trombina fibrgeno fibrina Grafique en forma cualitativa la variacin de la concentracin de las tres especies presentes en funcin del tiempo de reaccin. Explique si el nivel de fibrgeno en la sangre ser alto o bajo. 12) Un reactivo A se descompone de acuerdo a una cintica de segundo orden. A continuacin se dan las constantes especficas de velocidad de la reaccin medidas a distintas temperaturas: k (M/seg) 0,503 x 10-4 3,68 x 10-4 167.1 x 10-4 1190 x 10-4 Temp. (C) 16 32,2 59,9 90,8 Calcule la energa de activacin, el factor pre-exponencial y la constante de velocidad a 25 C. 13) Se tiene un compuesto A que contiene una impureza que es un 5% de la concentracin 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) Siendo la reaccin 1 de primer orden y la 2 de primer orden en A y en I. Si k 2/k1 es 10 cc/mol Qu % de D se obtendr entre los productos de reaccin?

2

14) Dadas las siguientes reacciones paralelas: A B v = k[A] Ea = 15 kcal/mol (1) A C v = k [A] Ea = 12 kcal/mol (2) A 25 C, la k para la reaccin (1) es de 0,5 1/seg y de 0.1 1/ seg a 50 C para la reaccin (2). - Calcule la relacin de productos a 25 C, si la concentracin inicial de A es 0.1 M. - En qu condiciones de temperatura le conviene trabajar si se quiere obtener entre los productos de reaccin un alto % de C? - Cmo puede generalizar el efecto de la temperatura sobre las velocidades de reaccin? 15) El NAD+ y el NADH, tienen coeficientes de absorcin iguales, de 1.8 x104 lt/mol cm, a 260 nm que es un punto isobstico. A 340 nm el NAD+ no absorbe pero el NADH tiene un coeficiente de absorcin de 6,22 x103 lt/mol cm. Una sustancia que contiene ambas sustancias presenta una absorcin de 0,215 a 340 nm y de 0,85 a 260 nm. Calcule la concentracin de cada sustancia.

3