Actividad 2.2 Cinética

Unidad 2. ASPECTOS CINÉTICOS DE LOS PROCESOS QUÍMICOS
Actividad 2.2. Orden de Reacción y Ley de Velocidad
1) Para la siguiente reacción en solución acuosa:
S2O82-(ac) + 3 I-(ac) → 2 SO42-(ac) + I3-(ac)
Se determinó la velocidad de desaparición de S2O82-(ac) bajo las siguientes condiciones:
Experimento [S2O82-(ac)] (M)
1
2
3
[I-(ac)] (M)
0,038
0,076
0,076
-d[S2O82-] / dt
(M/s)
1,4 x 10-5
2,8 x 10-5
1,4 x 10-5
0,060
0,060
0,030
a) ¿Cuál es la ley de velocidad para la desaparición de S2O82-(ac)?
b) ¿Cuál es el valor y las unidades de la constante de velocidad?
c) ¿Cuál es la velocidad de desaparición de S2O82-(ac) cuando [S2O82-] = 0,025 M y [I-] = 10,1 M?
d) ¿Cuál es la velocidad de aparición de SO42-(ac) cuando [S2O82-] = 0,025 M y [I-] = 10,05 M?
2) La sacarosa, azúcar de mesa, puede hidrolizarse para dar como producto glucosa, según la
siguiente reacción:
C12H22O11(ac) + H2O(l)
2 C6H12O6(ac)
Al estudiar la cinética de este proceso se logró construir el siguiente gráfico:
ln[C12H22O11] vs t
0.5
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
y = - 0,0532x + 0,2355
-0.5
-1
-1.5
-2
t (minutos)
a) ¿De qué orden es la reacción? Justifica.
b) ¿Cuál es el valor de la constante de velocidad y sus unidades?
c) ¿Cuál es el valor del tiempo de vida media?
d) ¿En cuánto tiempo reaccionará el 65% de sacarosa si su concentración inicial es 0,75 M?
3) En el estudio de la cinética de la reacción: A → Productos se encontró que el t 1/2 tenía el valor de
1250 s independientemente de la [A]0 .
a) ¿De qué orden es la reacción? Justifica.
b) ¿Cuál es el valor y las unidades de la constante de velocidad?
c) Asumiendo una [A]0 de 0,2 M ¿qué concentración quedará sin reaccionar al cabo de 10 minutos?
4) Se sabe que velocidad de la reacción: AB → Productos no depende de la concentración de AB y
tiene una constante de velocidad de 1,5 x 10-2 M s-1.
a) ¿De qué orden es la reacción? Justifica.
b) ¿Cuál es el valor del tiempo de vida media si se realiza un experimento con una [AB] 0 de 0,02 M?
c) ¿En cuánto tiempo la [AB] habrá reaccionado una concentración de 0,001 M?
5) Para la siguiente reacción:
CH3Cl(g) + H2O(g) → CH3OH(g) + HCl(g)
Se determinó la velocidad de aparición de HCl(g) bajo las siguientes condiciones:
Experimento
[CH3Cl] (M)
[H2O] (M)
1
2
3
0,500
0,750
0,500
0,500
0,500
0,750
d[HCl] / dt
(M/s)
22,700
34,050
51,075
a) ¿Cuál es la ley de velocidad para la aparición de HCl(g)?
b) ¿Cuál es el valor y las unidades de la constante de velocidad?
c) ¿Cuál es la velocidad de aparición de HCl(g) cuando la [CH3Cl] es 0,750 M y la [H2O] es
0,125 M?
d) ¿Cuál es la velocidad de desaparición de CH3Cl(g) cuando [CH3Cl] es 0,500 M y la [H2O] es
0,250 M?
6) El acetaldehído puede descomponerse según la siguiente reacción:
CH3CHO(g) → CH4(g) + CO(g)
a)
b)
c)
d)
¿Cuál es la ley de velocidad de la reacción?
¿Cuál es el valor de la constante de velocidad, k, y sus unidades?
¿Cuál es el valor del tiempo de vida media?
¿En cuánto tiempo quedará sin descomponer el 40% del acetaldehído?
7) El SO2Cl2 se descompone en fase gas para dar SO2 y Cl2. Al estudiar la cinética de esta reacción
se encontró que la gráfica del ln[SO2Cl2] en función del tiempo es lineal y que en 240 s la
concentración disminuyó de 0,400 M a 0,280 M.
a) ¿Cuál es el valor de la constante de velocidad de la reacción y sus unidades?
b) ¿Cuál es el valor del tiempo de vida media de la reacción?
c) Suponiendo una concentración inicial de SO2Cl2 de 0,550 M ¿qué concentración habrá
reaccionado al cabo de 5 minutos de iniciada la reacción?
8) Se sabe que la reacción: XY + Z → XZ + Y depende solo de la [XY] y tiene una constante de
velocidad de 3,5 x 10-2 M-1 s-1.
a) ¿De qué orden es la reacción? Justifica.
b) ¿Cuál es el valor del tiempo de vida media si se realiza un experimento con una [XY]0 de
0,15 M?
c) ¿En cuánto tiempo la [XY] se habrá reducido hasta 0,001 M?