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PROBLEMAS TECLEADOS DE LIBRO DE LEVINDescripción completa
Farmacia Galenica
Relación de Problemas. Cinética. Curso 2011-2012
1.- El anhídrido acético reacciona con el agua formando ácido acético según la reacción: CH3 – CO – O – CH3 + H2O → 2 CH3 - COOH En la siguiente tabla se dan una serie de datos obtenidos en varios experimentos: Experimento 1 2 3 4
[CH3- COOH] M 1.00 0.80 0.50 0.10
Veloc. inicial (mol.l-1.min-1.) 3.92 x 10-2 3.14 x 10-2 1.96 x 10-2 3.92 x 10-3
A partir de estos datos, calcular: a) El orden de la reacción; b) La constante específica de velocidad; c) La expresión de la ley de velocidades; d) La velocidad inicial de la reacción cuando la concentración inicial de anhidrido acético es 1.0 x 10-3 M. 2.- La hidrólisis de un azúcar en disolución acuosa sigue una cinética de primer orden. Si la vida media es de 207 minutos; Calcular: a) La constante específica de velocidad; b) El porcentaje de azúcar que queda sin hidrolizar cuando han pasado 120 minutos; c) La velocidad inicial de la reacción en una disolución 0.01 M de azúcar; d) La velocidad de la reacción cuando ha transcurrido un periodo de semirreacción, si la concentración inicial del azúcar es 0.01 M. 3.- La descomposición de una sustancia A sigue una cinética de segundo orden respecto de A. Cuando la concentración de A es 0.01 M, la velocidad de la reacción es 3.2 x 10-4 mol.l-1seg-1. Calcular: a) La constante específica de la reacción; b) La velocidad de la reacción cuando la concentración de A es 2.0 x 10-3 M. 4.- La constante de velocidad específica de una reacción de segundo orden respecto a uno de los reactivos es 2.52 x 10-3 l. mol-1 seg-1. En un tiempo de 20 seg. ha reaccionado el 10% del reactivo correspondiente. Calcular la velocidad inicial de la reacción. 5.- La vida media de una reacción es 64 segundos cuando la concentración del reactivo A es 0.10 M y 16 segundos cuando su concentración es 0.20 M. ¿Cuál es el orden de reacción y cuál el valor de la constante de velocidad?. 6.- Determinar el orden de reacción que tiene lugar entre las sustancias A, B y C si, cuando la concentración de A se reduce dos veces, la velocidad de la reacción es ocho veces más pequeña; cuando la concentración de B se duplica, la velocidad también lo hace y cuando la concentración de C se reduce a la mitad, la velocidad se hace cuatro veces más pequeña.
7.- La descomposición de un compuesto A en disolución fue estudiada por medida de sus periodos de semirreacción a concentraciones iniciales distintas. Los resultados obtenidos fueron: Experimento 1 2 3 4 5
Concentración de A (M) 0.80 1.20 1.50 2.00 2.50
Vida media (s) 166 74.2 47.5 26.7 17.0
Calcular: a) El orden de reacción; b) La constante específica de velocidad; c) El tiempo necesario para que la concentración de A se reduzca a 3/4 de su valor inicial, siendo éste 1.5 M; d) el porcentaje que se ha descompuesto de A al cabo de 30 segundos, si su concentración inicial es 1.2 M. 8.- Se han encontrado los siguientes datos para la reacción: Experimento [A] (M) 1 2 3 4 5
0.1 0.1 0.1 0.1 0.2
A + B + C + D → Productos [B] (M) [C] (M) [D] (M) 0.02 0.02 0.01 0.02 0.02
0.01 0.005 0.005 0.01 0.01
0.1 0.1 0.1 0.2 0.1
Velocid. inic. (mol.l-1s-1) 3.16 x 10-6 3.16 x 10-6 1.58 x 10-6 8.94 x 10-6 1.26 x 10-5
Calcular: a) El orden de reacción respecto a cada uno de los reactivos; b) La ley de velocidad; c) La constante específica de velocidad; d) La velocidad de reacción cuando la concentración de todas las especies es 0.1 M. 9.- ¿Cuál sería la velocidad de una reacción a 50 ºC que tiene una energía de activación de 11.5 Kcal.mol-1 , si se añadiera un catalizador que redujera su energía de activación a la mitad?. La velocidad inicial de la reacción a 50 ºC y en ausencia del catalizador es 1.2x10-4 mol.l-1. seg-1. 10.- La reacción de descomposición del NH3 en una superficie de wolframio sigue una cinética de orden cero. A la presión inicial de 105 torr, la vida media tiene un valor de 460 segundos. Calcular la vida media de la reacción cuando la presión inicial es 150 torr. 11.- Se obtuvieron los siguientes datos para la reacción de descomposición del HI a 433 ºC. [HI] M 3.0x10-3 Tiempo (min.) 0
2.0x10-3
1.0x10-3
5.0x10-4
2.0x10-4
1.0x10-4
5.55
22.22
55.55
155.55
322.22
Demuéstrese que la reacción es de segundo orden.
12.- El etano se descompone siguiendo una cinética de primer orden. A 550 ºC, la K es 2.5 x 10-5 seg.-1 y a 630 ºC es 1.415 x 10-3 seg.-1. Calcular: a) La energía de activación; b) El factor de frecuencia; c) El tiempo necesario para que a 630 ºC se descomponga el 50% del etano inicial; d) La constante específica de velocidad a 600 ºC; e) La temperatura necesaria para que en 3 horas se haya descompuesto el 50% del etano inicial; f) El tiempo necesario para que se descomponga el 90% del etano inicial a 630 ºC. 13.- La reacción entre el tiosulfato sódico y el ioduro de metilo sigue una cinética de segundo orden (de primer orden respecto a cada sustancia). Con unas concentraciones iniciales de Na2S2O3 y CH3I de 35.35 x 10-3 M y 18.25 x 10-3 M respectivamente, éstas se reducen a 30.5 x 10-3 M y 13.4 x 10-3 M en un tiempo de 4.75 minutos. Calcular: a) La constante específica de velocidad; b) La velocidad de reacción al comienzo de ésta. 14.- ¿ A qué temperatura se triplicará la velocidad de una reacción si a 100 ºC tiene una Energía de activación de 31.8 Kcal.mol-1?. Suponer que las demás condiciones no varían. 15.- La reacción CO(g) + siguiente mecanismo: Cl2
K1 ↔ K-1
Cl + CO
Cl2(g)
→
2 Cl
(rápido)
K2 ↔ K-2
COCl (rápido)
Cl2 + COCl →
COCl2 + Cl
COCl2(g) se cree que transcurre mediante el
(lento)
Deducir la Ley de velocidades. 16.- El mecanismo propuesto para la descomposición térmica del acetaldehído es: K1 CH3 – CHO → CH3. + CHO. K2 CH3. + CH3 – CHO → CH4 + CH3 - CO. CH3 - CO. 2 CH3.
K3 →
CH3. + CO
K4 → C2H6
Demostrar que la reacción es de orden 3/2 respecto al CH3 – CHO expresando la velocidad en términos de formación de metano.
17.- Para la reacción: H2 (g) + Br2 (g) → 2 HBr (g) , la ley de velocidades es: v = k [H2][Br2]1/2 ¿Cuál de los siguientes mecanismos es compatible con esta ley?: k1 a) Br2