Taller de Cinetica UNSA

1.

La descomposición gaseosa del peróxido de di-terbutilo, es una reacción de primer orden, dada por (CH3)COO(CH3)3(g) 2CH3COCH3(g) +C2H6(g) A 147.2ºC,se obtuvieron los siguientes resultados para la presión total en función del tiempo a volumen constante. Presión total, torr

179.5

187.4

198.6

221.2

252.5

297.1

Tiempo ,min

0

2

6

14

26

46

Calcular con exactitud y precisión la constante de velocidad y el tiempo de vida media. Precion 179 187.4 198.6 221.2 252.5 297.1 total, torr Time .min 0 2 6 14 26 46 1/t[lnpi/2pi0.02 0.019 0.019 0.02 0.023 pt]

Ln1/2[[179]/2x179[187]]= 0.02 K= 0.0206 T ½= ln2/k = ln2/0.0206 = 33.64 []

2 6 14 26 46

2.

En la descomposición térmica del N2O a 1030K se encontró que el periodo de semi-reaccion , varia con la presión inicial como se indica: P0, torr

86.5

164

290

360

T1/2,s

634

393

255

212

Deduzca el orden de descomposición térmica del N2O Precion 179 187.4 198.6 221.2 total, torr Time .min 0 2 6 14 1/t[lnpi/2pi0.02 0.019 0.019 pt]

252.5

297.1

26 0.02

46 0.023

Ln1/2[[179]/2x179[187]]= 0.02 K= 0.0206 T ½= ln2/k = ln2/0.0206 = 33.64 3.

La reacción del oxido nítrico con hidrogeno 2NO(g) +2H2(g) N2(g) +2H2O(g) has sido estudiada determinando la variación de la presión total. Para una presión de hidrogeno constante , se han obtenido los siguientes datos de velocidad. Presión NO,torr

359

300

240

183

V0,torr s-1

1.50

1.03

0.64

0.37

2.38 -0.193

2.27 -0.43

Determine el orden de reacción relativo respecto al NO Aplicando la ley de velocidades iniciales V=K`[NO]n [H2]n Log V=logK + n log[NO] Y a b x Modificando la tabla log p 2.55 2.47 0.17 0.012 logV

Aplicando regrecion linial A =-5.327 B=2.15 R=0.9997 n=b;2.15 =n

orden de la reacccion

2.55 2.47 2.38 2.27

4.

Se tiene la siguiente reacción de segundo orden CH3CHO(g) siguientes datos de su descomposición térmica a 518ºC

CH4(g) +CO(g)obteniéndose los

P total /mmHg

397

417

437

477

497

517

537

557

587

607

627

647

t/s

42

73

105

190

242

310

384

480

660

840

1070

1440

Si la presión inicial es 363 mmHg , determine el valor de la constante de velocidad. Ptotal/mmhg 363 397 417 437 477 497 517 537 557 t/s 0 42 73 105 190 242 310 384 660 1/t[lnpi/2pi- 0 2.3e-3 2.21e- 2.17e- 1.98e- 1.90e- 1.78e- 1.69e- 1.59ept] 3 3 3 3 3 3 3

587 840 1.33e-3

K=1.7225E-3

607 1070 1.21e-3

647 1440 1.06 e-3

Series1 Series2

5.

Los datos siguientes dan la concentración del butadieno gaseoso a 500 K en función del tiempo. Determine el orden de la reacción y calcular la constante de velocidad. t(s) 195 604 1246 2180 4140 4655 6210 8135

C(mol/Lt) 1,62E-02 1,47E-02 1,29E-02 1,10E-02 8,90E-03 8,00E-03 6,80E-03 5,70E-03

Solución: Tomando la ecuación: t (seg) 195 604 1246 2180 4140 4655 6210 8135

C (mol/lt) 1.62E-02 1.47E-02 1.29E-02 1.10E-02 8.90E-03 8.00E-03 6.80E-03 5.70E-03

Se construye la siguiente tabla: dC

dt

ln(C) = X

ln(-dC/dt) = Y

-1.50E-03 -1.80E-03 -1.90E-03 -2.10E-03 -9.00E-04 -1.20E-03 -1.10E-03

409 642 934 1960 515 1555 1925

-4.220 -4.351 -4.510 -4.722 -4.828 -4.991 -5.167

-12.516 -12.785 -13.105 -13.747 -13.257 -14.075 -14.375

Haciendo regresión lineal sobre los valores de X e Y se construye el siguiente gráfico y se tiene despejando los valores de k y n

ln (-dC/dt) = -4,5398 + 1,8933 ln(C) Correlación: 0,951

Covarianza: 0,222

Luego k = 1,067E-2 y n = 1,89 es aproximadamente2. 6.

Se corrió un experimento partiendo de una solución de dos reactivos A y B, con

CB0

C A0

= 0.1 g mol/L y

= 0.2 g mol/L, en un reactor por lotes (cerrado), donde se lleva a cabo a diferentes temperaturas la

reacción A + B  C. Se midieron las concentraciones para A, a 25ºC, obteniéndose la siguiente tabla: t (s)

0

10

20

30

40

50

60

C A / (g mol/L)

0.1

0.0905

0.0819

0.074 1

0.067

0.0607

0.0542

Se desea encontrar el modelo cinético para dicha reacción. Solución: * Por el método integral. Se supone reacción elementaria: (rA )  kCACB . A partir del dC A balance de materia para A, sabemos que   (rA )  kC A CB Integrando y haciendo uso de la dt estequiometría de la reacción , donde CB  0.1  C A . Resulta finalmente la siguiente expresión: CA



CA 0

t dC A   kdt o bien: 10 ln 0.1  C A   kt (0.1  C A )C A 0 2C A

anterior,

k

despejando k, de la ecuación

10 0.1  C A ln con base en esa ecuación se calculan los valores de k y se genera la t 2C A

siguientetabla: t (s) 0 CA (grmol/lt) 0.1 k (grmol/lts) -

10 0.0905

0.0511

20 0.0819 0.0524

30 0.0741 0.0537

40 0.067

0.0550

50 0.0607 0.0561

60 0.0542 0.0587

de la tabla podemos observar que k aumenta a medida q ue t avanza, concluimos entonces quen uestromodelo propuesto no esa decuado en estecaso. Propongamosahora, la reacciónelementaria (rA) = kCA yprocedamos de maneraanáloga al caso anterior: Del balance de materia con respecto a A

se obtiene la ecuación:

dC A   (rA )  kC A dt

, Integrando y evaluandohallamosk:

1 C  k  ln  A0  A partir de la ecuación anterior podemosgenerarunatabla de datos similar, como t  CA  se muestra a continuación t (s) CA (grmol/lt) k (lt/grmol.s)

0 0.1 -

10 0.0905 0.00998

20 0.0819 0.00998

30 0.0741 0.00999

40 0.067 0.01001

50 0.0607 0.00998

60 0.0542 0.01021

aquí, podemos, considerarquekpermanececonstante, de talmaneraque el modelocinéticopropuesto ha resultadoadecuado y reordenando el valor de k, quedará de la siguiente forma: * Por el métododiferencialA partir de los datos de concentración de A versus tiempo, podemosgenerar los datos a los que se les aplicará la regresión lineal paraobtener el valor de la _  C  yi  ln   A  Sin olvidarque C A es el promedio de  t  i

_

constantecinética. En estecaso: xi = ln C Ai i y

concentraciones de los dos puntosconsiderados en estaderivada. De la regresión lineal, la pendientees de 0.96 y el intercepto -4.693.Podemosencontrarque el exponente de la expresióncinéticaesigual a 1 (0.96) y k vale 0.00916 s-1.Obteniéndose la expresión :

= 0.00916 quees similar a la obtenidapor el método integral, siredondeamossu valor. La tablaque se genera empleando el métododiferencial en este ejemplo es

7.

t(s)

CA (mol/l)

0 10 20 30 40 50 60

0.1 0.0905 0.0819 0.0741 0.0670 0.0607 0.0543



C A t

* -4

9.5x10 -4 8.6x10 -4 7.8x10 -4 7.1x10 -4 6.3x10 -4 6.5x10

 C  ln   A   t 

ln C A

* -6.959 -7.059 -7.156 -7.250 -7.370 -7.339

* -2.35 -2.45 -2.55 -2.65 -2.75 -2.86

__

Consideremos la siguiente reacción elementaria de 3er. orden : 2 NO  O2  2 NO2

Ocurre a volumen constante y aproximadamente a presión atmosférica. La constante cinética a 30ºC es igual a 2,65 x 10 4 L2/g mol2 s. Encuentre la composición de la mezcla después de 10 segundos de reacción, si la alimentación tuvo la composición, en fracción mol, de 9% NO, 8% de O2 y 83% de N2. Solución :Como sabemosque la reacciónes de 3er. orden l, podemosaplicar el modelo(-rA) = kCA2CB (la concentración del reactivo i elevada al exponentecorrespondiente a sucoeficienteestequiométrico) y

comoconsideramosvolumenconstante, el balance de materiaqueda :



dC A 2  (rA )  kC A CB dt

Integrando la ecuación (generada del balance de materia) podemosconocer la concentración en función del tiempo. En estecaso se requiereconocer la concentración de A después de 10 segundos. Para integrar la ecuación anterior, primeramenteesnecesarioexpresarCBen función de CA, pormedio de la C C relaciónestequiométrica entre ambos reactivos, obtenemos: CB  CB 0  A0  A Nota: Si se 2 2 tedificultamanejarconcentraciones, utilizaprimero quesóloconocemoslasfracciones

gases P idealespodemoscalcularlasconcentraciones a partir de lasrelacionesCi0 = yi0 , de RT talmaneraquesubstituyendodatosnosquedará: CB = 0.0014+0.5CA. Obtenemosunaexpresiónpara la dC A 2 ecuación del balance de materia en función de CA.   kC A (0.0014  C A ) integrando: dt CA t dC A    kdt despejandot : 2  C A 0 C A (0.0014  C A ) 0

t

moles

moles o flujosmolaressegún sea el casoDado iniciales,

suponiendo

 0.898C A  1  1  279.4  ln    38.176  C A  0.0014  0.5C A  

La ecuaciónpuedeserresueltaporiteración (aproximacionessucesivas) paraencontrar la concentración de Adespués de 10 segundos de reacción. Así sabemos que CA será , de 1.1x10-3 y CBde 1.95.10-3 gmol/lt. 8.

Considere la reacción: 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g). Si el hidrógeno arde a la velocidad de 4,6 mol/s, ¿cuál es la velocidad de consumo de oxígeno?, ¿cuál es la velocidad de formación de vapor de agua? Desarrollo Para determinar la velocidad de consumo de oxígeno se debe establecer primero la relación que existe entre las velocidades de desaparición de ambos reactivos:

Para determinar la velocidad de formación del vapor de agua se puede proceder del mismo modo que para el oxígeno pero se puede obtener el resultado de una manera más sencilla. Resultado: La ecuaciónindicaquecuandoreaccionan dos moles de H2se forman dos moles de agua, por lo tanto la velocidad de formación de aguaesigual a la velocidad de desaparición del H2 o sea 4,6mol/s.

9.

La reacción 2 NO(g) + Cl2(g)→ 2 NOCl(g) se lleva a cabo en un recipiente cerrado. Si la presión parcial de NO disminuye a la velocidad de 30 mm Hg/min, ¿cuál es la velocidad de cambio de la presión total en el recipiente?

Respuesta ΔP total = - 15 Torr/minuto 10.

Considere la reacción del ion peroxidisulfato: S2O8=(ac) + 3I-

= 4 (ac)

+ I3-(ac)

A una temperatura determinada, la velocidad de esta reacción varía con las concentraciones de los reactivos en la forma siguiente:

Experimento

[S2O8=]

[I-]

[

]

( ⁄ )

a)

1 0,038 0,060 1,4 x 10-5 2 0,076 0,060 2,8 x 10-5 3 0,076 0,030 1,4 x 10-5 Escriba la ecuación para la velocidad de desaparición de S2O82-

b)

¿cuál es el valor de k para la desaparición de S2O8=?

c)

¿cuál es la velocidad de desaparición de S2O8= cuando [S2O8=] = 0,025 M y [I-] = 10,10 M?

d)

¿cuál es la velocidad de aparición de SO4= cuando [S2O8=] = 0,025 M y [I-] = 3,00 M? Respuestas:

11. Considere la reacción siguiente: 2NO(g) + 2H2(g) → N2(g) + 2H2O(g). (a) la ecuación de velocidad para esta reacción es de primer orden respecto a H2 y de segundo orden con respecto a NO. Escriba la ecuación de velocidad. (b) Si la constante de velocidad para esta reacción a 1000 K es 6,0 x 10 4 M-2 s-1, ¿cuál es la velocidad de reacción cuando [NO] = 0,050 M y [H2] = 0,100 M? (c) ¿cuál es la velocidad de reacción a 1000 K cuando la concentración de NO se duplica, mientras que la concentración de H2 es 0,010 M? a) –d[NO] = -d[H2] = dt dt

K[NO]2 [H2]1

b)

KV = 6.0E4 M-2 S-1 VR = ?

[NO] = 0,050 M y [H2] = 0,100 M Ahora remplasando en a; VR= 6.0E4 M-2 S-1 X (0.05 M)2 (0.1M) VR= 0.324 M S-1 c) Velocidad de reacción de NO si este se duplica mientras [H2] = 0,01 M VR= 6.0E4 M-2 S-1 X (0.1 M)2 (0.01M) VR =0.1296 M S-1 12. La reacción: SO2Cl2(g) → SO2(g) + Cl2(g) es de primer orden con respecto a SO2Cl2. Con los datos cinéticos siguientes, determine la magnitud de la constante de velocidad de primer orden: Presión SO2Cl2 Tiempo (s) (atm) 0 1,000 2500 0,947 5000 0,895 7500 0,848 10000 0,803 La ecuación a utilizar sera de primer orden Log(a-x) = loga – Kv x T 2.303 Y a b Modificando la tabla para aplicar regrecion linial Tiempo (s) 0 2500 5000 7500 10000

A = 1.4E-3 B =-9.68e-6 R=-0.999

Log Presión SO2Cl2 (atm) 0 -0.02 -0,048 -0.072 -0.095

0 2500 5000 7500 0 -0.02 -0,048 -0.072

13. La sacarosa, C12H22O11, reacciona en soluciones ácidas diluidas para formar azúcares más sencillos: glucosa y fructosa. Ambos azúcares tienen la fórmula molecular C6H12O6, aunque difieren en su fórmula estructural. La reacción es: C12H22O11(ac) + H2O(l) →

2 C6H12O6(ac)

Se estudió la velocidad de esta reacción a 23ºC en HCl 0,5 M y se obtuvieron los datos siguientes: Tiempo (min) [C12H22O11] 0 0,316 39 0,274 80 0,238 140 0,190 210 0,146 ¿La reacción es de primer orden o segundo orden con respecto a la sacarosa? Calcule k.

Respuesta: La reacción es de primer orden y su constante específica de velocidad es 3,32 × 10-3 min-1.

14.

En la tabla siguiente se dan las velocidades de reacción de A y B para diversas concentraciones de ambas especies. Dedúzcanse y la constante de velocidad k correspondiente a la reacción cinética: v = k[A] [B] Experimento [A] 104M [B] 105M v(ms-1) 1 2 3

2.3 4.6 9.2

3.1 6.2 6.2

5.2*10-4 4.6*10-³ 1.664*10-2

Respuesta: v3/v2 = [A3] / [A2] k no varía porque no varía ni la temperatura ni la naturaleza de los reactivos. Para poder aplicar este método la reacción tiene que transcurrir muy poco (sólo hasta un máximo del 10%). 1.664*10-2 / 4.16*10- = ³ 4

= [A3] / [A2]

= 2

= 4 = 2

Se trata de una reacción de segundo orden con relación al reactivo A.

v2/v1= k[A2] ² [B2] / k[A1] ²[B1]= 4.16*10-³/5.2*10-4= 8 8 =2²*2 = =1 La reacción es de orden uno con respecto al reactivo B. La reacción global es de orden 3. Hallamos "k" mediante sustitución (lo hacemos en los 3 casos y hallamos la media). k = 3.15*108 m ²s-1 15.

En una reacción de primer orden se transforma el 20% en 30 minutos. Calcular el tiempo necesario para que la transformación sea del 95%.

16.

El amoniaco se descompone por acción de un filamento de tungsteno caliente según la reacción dada. La reacción se sigue por el cambio de presión, habiéndose observado a distintos tiempos los aumentos de presión reflejados en el cuadro. Sabiendo que la presión inicial era 200 torr. Calcúlese la constante de velocidad en unidades de presión. 2NH3 → N2 + 3H2 t(s) P PT

100 11 211

200 22.1 222,1

400 44 244

600 66.3 266,3

800 87.9 287,9

1000 110 310

Respuesta: Empezamos con reacciones de orden 0. P0 = 200 torr -dC/dt = kC° = k dC = k dt C0C = C0 - kt Vamos a hacer una transformación. Esta ecuación es para concentración en moles por litro, nosotros queremos trabajar con unidades de presión, por ello usaremos una expresión equivalente para la presión. P = P0 - kt

Esta gráfica no nos da ninguna información ya que necesito una representación de la P(NH3) en función del tiempo. P0(NH3) = 200 torr. Transcurrido cierto tiempo podemos suponer que la presión disminuye. 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) P(t) P0-x x/2 3x/2 PT = (P0-x) + x/2 + 3x/2 = P0 + x Nosotros sabemos que: PT-P0 = x P(NH3) = P0-x = P0- P t(s) 100 200 400 600 800 1000 P 189 177.9 156 133.7 112.1 90 NH3 Ahora represento P(NH3) frente a t: k = pendiente = 0.11

17.

Una reacción de segundo orden respecto a un reactivo se completo en un 75 % en 92 min. Cuando la concentración inicial era 0,240 mol dm-3 ¿Cuánto tiempo se tardara en alcanza una concentración 0,043 mol dm-3 Si la concentración inicial es 0.146 M.? Aplicando la formula K= 1 (1/0.06 - 1/0.24) 5526 K = 2.26E10-3 mol dm-3 seg-1 Hallando el tiempo de reacción

T= 1 2.26E-3 mol dm-3 seg-1

1 1 0.043 mol dm-3 0.146 mol dm-3

T = 120 .75 min tiempo necesario para la trasformacion 18.

La velocidad de una reacción se ha seguido midiendo la absorbancia de una disolución a distintos tiempos, obteniéndose los resultados: t/min Absorbancia

0 1,39

18 1,26

57 1,03

130 0,706

240 0,398

337 398 0,251 0,180

Suponiendo que se cumpla la ley de Lambert – Beer, demuéstrese que la reacción es de primer orden y determínese la constante de velocidad y el tiempo de vida media

19.

Cuando se descompone el amoniaco sobre un alambre de Wolfranio se ha comprobado que la vida media de la reacción varia con la presión inicial siguiente. P/Torr 265 130 58 16 Vida media/ min 7,6 3,7 1,7 1,0 Justifique a partir de estos datos si el orden de la reacción es independiente o no de la presión inicial

Ln T1/2 = ln (2n-1-1/K (n-1)) + (1-n) ln[Aº] ln[Aº] Ln T1/2

A= -2.14 R= 0.72 B= 0.98

5.58 2.03

4.87 1.31

4.06 0.53

2.77 0

5.58 4.87 4.06 2.77

B= 1-n 0.72 = 1-n N= 1 – 0.72 N = 0.28 orden de reaacion 20.

Para la reacción A + B  productos se ha medido la velocidad inicial en función de la concentración inicial de A manteniendo B constante ([B] = 10-5 mol cm-3). Dichos valores son: 6,32 3,16 0/10-8mol . cm-3 s-1 31,6 22,1 12,7 -6 -3 A0/10 mol . cm 10 7 4 2 1 Los resultados análogos cuando la concentración inicial se mantiene constante [A] = 10-5mol cm-3 son: 0/10-7mol . cm-3 s-1 31,6 2,75 2,05 1,41 1,0 B0/10-6mol . cm-3 10 7 4 2 1 Calcule los órdenes parciales con respecto A y B además de la constante cinética. Aplicando log para usar la formula de velocidad inicial Log A0 -6 -5.07 -3.61 -1.81 0 -11.99 -10.79 -8.83 -6.40 -3.99 Log 0 A ) Cte Aplicando regresión lineal A = -3.988 B = 1.390 C = 0.999

-6 -5.07 -3.61 -1.81 0

B) cte 0/10-7mol . cm-3 s-1 31,6 B0/10-6mol . cm-3 10

2,75 7

Log B0 log0

-5 -3.61 -1.81 0 -3.07 -2.18 -1.04 0

-6 -10.49

2,05 4

1,41 2

1,0 1

Aplicando regresión lineal A =1.238 B =1.393 C = 0.8152

-6 -5 -3.61 -1.81 0

21.

En la descomposición térmica de una sustancia gaseosa A en productos gaseosos se observaron los siguientes cambios de presión total: t(min) 0 10 30 50 70 100 140 PA(mmHg) 0 3,3 12,1 18,9 23,5 29,2 35,5 Calcule la constante de velocidad de la reacción Respuesta:

22.

Cuando una mezcla estequiométrica de A y B reaccionan, la concentración de A varia con el tiempo según se muestra en la tabla [A] /10-6 mol cm-3 Tiempo/s

10,0 0

9,14 10

7,91 30

7,07 50

5,77 100

4,47 200

3,54 150

3,02 500

2,18 1000

Use el método grafico diferencia para encontrar el orden total de reacción y el valor de constante de la velocidad. En un experimento en el que A esta presente en un gran exceso, la vida media fue independiente de la concentración inicial de B ¿Cuáles son los órdenes parciales de la reacción? Log(a-x) = log a-Kvt 2.303 Tiempo/s Log[A]

0 6

10 5.76

30 5.39

50 5.09

100 4.57

150 3.90

200 3.29

500 2.88

1000 2.03

A= 5.15 R=-3.67E-3 B= 0.87

0 10 30 50 100 150 200 500 1000

Con los datos vemos si es de segundo orden aplicando la formula a los datos 1 = 1 - Kvt (a-x) a 2.303 Tiempo/s 1/[] Aplicando regresión lineal

0 1

10 1.71

30 4.08

50 8.01

100 27

150 125

200 508

500 1000 1318 9316.6

0 10 30 50 100 150 200 500 1000

A = -721.2 B = 8.72 C = 0.938 23.

Considere la reacción de orden cero A productos. a) Escriba la ley de velocidad. b) ¿Cuáles son las unidades de la constante de velocidad? c) Dibuje la gráfica que represente la variación de la velocidad con la concentración de A. d) ¿Puede ser la molecularidad cero? Respuesta:

24.

El acido fórmico se descompone sobre acido sulfúrico dando monóxido de carbono y agua. Los siguientes datos se obtuvieron a 25ºC, determine el orden de reacción y la k. t (s) V (cm3) CO x 104 (mol)

0 0 0

25 6,3 2,81

50 11,6 5,18

75 16,3 7,28

100 20,2 9,02

200 30,4 13,6

250 33,5 15

∞ 41,5 18,5

25.

Una reacción en solución entre los compuestos A y B, se siguió durante 1 hora a una temperatura de 37ºC. Se midió la concentración residual de los reactivos a diferentes intervalos de tiempo. Determine el orden de reacción y el tiempo de vida media. t (min) [A] (M) [B] (M)

Hallando n =? Y tiempo ½ =? Aplicando la formula

0 0,200 0,100

10 0,166 0,066

20 0,146 0,046

30 0,134 0,034

60 0,114 0,014

10

20

30

60

0.4

0.5

0.59

0.91

log a-X = logb/a + Kv(a-b) T b–X 2.303

y a aplicando y convirtiendo los datos T(min) 0 log (a-X/ 0.30 b – X)

b

x

aplicando regresión lineal A =0.2966 B = 0.010 R= 0.996

0 10 20 30 60

Hallando tinpo de vida media aplicando la de segundo orden T1/2 = 1/Ka T1/2 = 1/(0.233)(0.1) T1/2 = 42.91 min Kv (a-b)/2.303 =b

Kv (0.2-0.1)/ 2.303 =0.010

Kv = 0.233 cte de velocidad

26.

Walker estudio la saponificación del acetato de etilo a 25ºC. La reacción es la siguiente: CH3COO2CH5 + NaOH → CH3COONa + C2H5OH. Las concentraciones iniciales de ambos en la mezcla eran 0,10 M. La variación de la concentración de álcali durante 20 min fue 0,00566 M por lo tanto la concentración residual era 0,00434 M. Calcule la k y el t1/2.

27.

A continuación se proporcionan los datos de concentración y tiempo para la oxidación del acido láctico. Determine el orden de la reacción y la constante de rapidez. t (min.) 0 5 8 10 13 16 C (mol/L) 0,3200 0,3175 0,3159 0,3149 0,3133 0,3118 t (min.) Log C

A= -0.49 R= -9.68E-4 B = -0.977

0 -0.49

5 -0.498

8 -0.500

10 -0.502

13 -0.504

16 -0.506

0 5 8 10 13 16

Provando con el orden 2 1/[a-x] = 1/a + Kt Modificando datos de la tabla 1 t (min.) 1/[]

0 3.125

5 3.15

8 3.16

10 3.17

13 3.19

A= 3.12 R= 5.46E-3 B= 0.995

0 5 8 10 13 16

16 3.21

28.

A 140ºC, el régimen de descomposición de una solución acuosa 0,056 M de glucosa, que contiene HCl 0,35 N, se ha encontrado que es como se indica en la tabla de datos. Determine el orden de la reaccion y la constante de rapidez. t (h) 0,5 2 3 4 6 8 12 [Gluc]x 102 (M) 5,52 5,42 5,32 5,02 4,80 4,52 4,10 Para la reaccion: A(g) + B(g)productos Determine: a) El orden de la reaccion. b) La constante de velocidad.

c) La velocidad de reaccioncuando: [A] = 4M y [B] = 5M. siexperimentalmente se hanobtenido los siguientesdatos:

(1) (2) (3)

V (M/s) 3,0 12,0 16,0

[A] (M) 5 10 10

[B] (M) 3 3 4

SOLUCION:

xA(g) + yB(g) productos entonces: Vrd = K[A]x[B]y En: (exp 1) 3 = K(5)x(3)y (exp 2) 12 = K(10)x(3)y (exp 3) 16 = K(10)x(4)y a) Rpta: x + y = 3 b) alreemplazar en (1) : K(5)2(3)1 = 3 ==> K = 1/ 25 c) Vrd = (1/25)(4)2(5) = 3,2 M/s 29.

al dividir (2) entre (1) se obtiene: 4 = (2)x >> X = 2 al dividir (3) entre (2) se obtiene: 4/3 = (4/3)y >> Y = 1

Para la descomposición de la glucosa en solución acuosa se obtuvieron los siguientes resultados: Cglucosa/mmol dm-3 56,0 t/min 0

55,3 45

54,2 120

52,5 240

49,0 480

Demuéstrese que la reacción es de primer orden y calcúlese la constante de velocidad para el proceso y el tiempo de vida media para la glucosa bajo esas condiciones.

30.

Se obtuvieron los datos cinéticos para la reacción entre el tiosulfato sódico y el ioduro de metilo a 25ºC, estando expresadas las concentraciones en unidades arbitrarias t/min 0 4,75 10 20 35 55 ∞ [ ] 35,35 30,5 27,0 23,2 20,3 18,6 17,1 [ ] 18,25 13,4 9,9 6,1 3,2 1,5 0 Demuestre que la reacción es de segundo orden

31.

Cuando se cambió la concentración de A en la reacción sencilla A→ B desde 0,51 mol dm-3 hasta 1,03 mol dm-3, la vida media varió de 150 segundos a 75 segundos a 25ºC ¿Cuál es e orden de reacción y cuál es el valor de la constante de velocidad?

32.

La reacción es una reacción gaseosa de primer orden con una constante de velocidad de 2,0 x 10-5 s-1 a 320ºC. ¿Qué porcentaje de SO2Cl2 se descompondrá calentando a 320ºC durante 90 minutos. Kt = ln a a-x (2.0E-5) (5400seg) = ln (1/1-x) 1.144 = (1/1-x) X= 0.102 1--------100% 0.102---X X= 10.23 %

33.

Calcular la constante de velocidad para la reacción en fase gaseosa entre el hidrógeno y el yodo a 681 K si la velocidad de desaparición del yodo fue de 0,192 N m-2 s-1 cuando a presión inicial de I2 era 823 Nm-2 y la presión inicial de H2 10 500 Nm-2. Si no se cambia la presión de yodo y la presión inicial de hidrogeno se hace de 39 500 N m-2, ¿cuál será la velocidad de reacción?

V=K[A][B] 2

-1

0.192Nm s = K [823 Nm2][10.500 Nm2] 2.22E-8 N-1 m2 s-1= K V=K[A][B] V=2.22E-8 N-1 m2 s-1 (823 Nm-2)(39500 Nm-2) V= 0.722 8 N m-2 s-1 velocidad cuando la presión es al vacio

34.

Dos sustancias A y B se transforman mediante una reacción bimolecular. La siguiente tabla da las concentraciones de A en varios tiempos para un experimento llevado a cabo a temperatura constante de 17ºC 104 [A]/mol dm-3 t/min

10,00

7,94

6,31

5,01

3,98

0

10

20

30

40

La concentración inicial de B es 2,5 mol dm-3. Calcule la constante de velocidad de segundo orden para la reacción Kv = 2.303 log[b(a-x)] T(a-b) a(b-x) KvT(a-b)= log (b(a-x)) – log (a(b-x)) 2.303 log (b(a-x))= log (a(b-x)) KvT(a-b) 2.303 (b(a-x) (b(a-x))

25000

9936.23

3963.30

1575.30

627.29

4.397

3.997

3.598

3.197

2.797

10

20

30

40

3.997

3.598

3.197

2.797

log (b(a-x)) Ordenando los datos T/min 0 4.397 log (b(a-x)) Aplicando regrecion lineal R=0.999 A=4.393 B=0.03986 Caculado la Kv de Segundo orden Kv (a-b) = B 2.303 Kv10E4-2.5 mol dm3 = 0.03986 2.303 Kv = 9.18E-6 mol dm3