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ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 1 FUVEST Prof. Guilherme Alves Aula 16 – Cinética Química Caderno de Questões Exasiu estretegiavestibulares.com.br EXTENSIVO ABRIL DE 2022 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 2 Sumário JÁ CAIU NOS PRINCIPAIS VESTIBULARES 3 JÁ CAIU NA FUVEST 64 GABARITO SEM COMENTÁRIOS 69 QUESTÕES RESOLVIDAS E COMENTADAS 70 QUESTÕES RESOLVIDAS E COMENTADAS DA FUVEST 166 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 3 Já Caiu Nos Principais Vestibulares 1. (ACAFE SC/2018/Julho) Considere a cinética da reação química genérica a seguir. 3A + 1B 2C + 3D Dados: log 11,6 = 1,06; log 3,4 = 0,53 Assinale a alternativa correta que contém a ordem global dessa reação química genérica. a) 1 b) 4 c) 2 d) 3 2. (ACAFE SC/2016/Janeiro) O etanal pode ser usado em fábricas de espelhos na redução de sais de prata que fixados no vidro permitem a reflexão da imagem. A velocidade inicial de decomposição de etanal foi medida em diferentes concentrações, conforme mostrado a seguir. CH3CHO(g) CH4(g) + CO(g) Baseado nas informações fornecidas e nos conceitos químicos analise as afirmações a seguir. I. A reação química abordada é de primeira ordem. II. A decomposição do etanal produz uma substância apolar e outra polar. III. O etanal possui a função química aldeído. IV. Sob condições apropriadas a oxidação do etanal produz ácido acético. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 4 Assinale a alternativa correta. a) Todas as afirmações estão corretas. b) Apenas II, III e IV estão corretas. c) Apenas I e II estão corretas. d) Apenas a afirmação III está correta. 3. (ACAFE SC/2016/Julho) Baseado nos conceitos sobre cinética das reações químicas, analise as afirmações a seguir. I. Catálise heterogênea pode ser caracterizada quando existe uma superfície de contato visível entre os reagentes e o catalisador. II. A energia de ativação (Ea) varia com a concentração dos reagentes. III. A constante de velocidade (k) pode variar com a temperatura. IV. A energia de ativação (Ea) varia com a temperatura do sistema. Todas as afirmações corretas estão em: a) I - II - IV b) I - III - IV c) I - III d) II - III 4. (ACAFE SC/2014/Janeiro) Considere a reação de decomposição do pentóxido de dinitrogênio: 2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) Considerando que a velocidade de desaparecimento do pentóxido de dinitrogênio seja de 6·10–3 mol·L-.s- . assinale a alternativa que apresenta o valor correto para a velocidade de aparecimento NO2 expressa em mol·L–.s–. a) 18×10–3 b) 24×10–3 c) 6×10–3 d) 12×10–3 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 5 5. (ACAFE SC/2014/Julho) Sob condições apropriadas, a decomposição térmica da vitamina C a 175ºC apresentou as seguintes características: cinética de primeira ordem e constante de velocidade de 0,020 min–1. Qual o tempo necessário para que 500mg dessa vitamina seja reduzida a 50mg, a175ºC? Dados: Equação de velocidade de primeira ordem X0 = quantidade inicial; X = quantidade final; k = constante de velocidade; t = tempo. a) 150 minutos b) 115 minutos c) 2500 minutos d) 10 minutos 6. (ACAFE SC/2012/Janeiro) Os motores do ciclo Otto geram na sua exaustão a queima incompleta da gasolina nos automóveis, produzindo gases tóxicos como monóxido de carbono e vapores de hidrocarbonetos. Impurezas presentes provocam liberação de gases monóxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio. Dispositivos antipoluição, denominados conversores catalíticos, são instalados no cano de escape dos automóveis e são constituídos de um suporte na forma de colmeia, com minúsculos canais cuja superfície total equivale a quatro campos de futebol. Em seu revestimento há óxido de alumínio, onde são fixadas finas camadas de uma liga metálica de paládio e ródio. Em relação às informações acima é correto afirmar, exceto: a) Moléculas de óxido de alumínio possuem massa molar maior que moléculas de dióxido de nitrogênio. b) Nesses sistemas a conversão de gases nocivos em gases não tóxicos ocorre por meio de catálise heterogênea. c) Conversores catalíticos atuam diminuindo a energia de ativação das reações envolvidas. d) A estrutura em forma de colmeia não interfere na taxa de desenvolvimento das reações químicas. 7. (ACAFE SC/2010) O composto pentóxido de nitrogênio decompõe-se segundo a equação devidamente balanceada a seguir: 2 N2O5(g) 4 NO2(g) + O2(g) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 6 O gráfico a seguir representa a variação da concentração em mol L-1 do N2O5 em determinado intervalo de tempo em min: Dados: De acordo com essas informações, assinale a alternativa correta. a) A velocidade média de formação do NO2 no intervalo de tempo indicado é 0,6mol/L min. b) O valor da velocidade média do N2O5 no intervalo de tempo indicado é 0,01mol/L min-1. c) O valor da velocidade média da reação é 0,04 mol/L min-1. d) O valor da concentração do O2 após 40 minutos de reação é 0,4 mol L-1. 8. (ACAFE SC/2002/Julho) O conhecimento da velocidade das reações químicas é de extrema importância para a produção industrial de uma série de produtos. Analise as afirmações a seguir. I. A velocidade de uma reação química geralmente cresce com o aumento da temperatura. II. A velocidade de uma reação química sempre independe da concentração dos reagentes. III. A velocidade de uma reação química depende da orientação apropriada das moléculas na hora do choque. IV. Para os sólidos, quanto maior a superfície de contacto, menor será a velocidade da reação química. Assinale a alternativa que indica somente as afirmações corretas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 7 a) II - III b) I - IV c) II - IV d) I - II e) I - III 9. (Fac. Israelita de C. da Saúde Albert Einstein SP/2018) Para que uma reação química aconteça, as moléculas dos reagentes devem colidir com geometria favorável e devem possuir energia suficiente. Se essas duas condições forem atingidas ocorrerá a formação do complexo ativado, o qual corresponde a um estado de transição. Existem vários fatores que influenciam na rapidez das reações, por exemplo, a superfície de contato e a temperatura. O gráfico mostra a variação da energia cinética das moléculas em baixa e alta temperatura. Sobre a influência do aumento da temperatura para a formação do complexo ativado e na rapidez das reações químicas foram feitas as afirmações abaixo I. Com o aumento da temperatura, um maior número de moléculas irá possuir energia suficiente para atingir o estado de ativação. II. O aumento da temperatura aumenta o número de colisões entre as moléculas dos reagentes e, consequentemente, aumentam os choques não eficazes e os eficazes. III. Para que ocorra a formação do complexo ativado, as moléculas dos reagentes devem possuir uma quantidade de energia no mínimo igual à energia de ativação e, portanto, o aumento de temperatura favorece a formação do complexo ativado. IV. A formação do complexo ativado ocorre apenas em reações endotérmicas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 8 As afirmativas corretas são: a) Apenas I. b) I e II. c) I, II, e III. d) Todas. 10. (FAMECA SP/2014) Você ingere cerca de 100g de lipídios por dia, a maior parte na forma de triacilgliceróis. Eles passam praticamente inalterados pela boca e estômago. Sua presençano estômago, porém, diminui a velocidade com que ele se esvazia, fazendo com que você se sinta saciado. O principal sítio de digestão de lipídios é o intestino delgado, que contém uma lipase pancreática. A reação que representa a ação da lipase é indicada na equação: (David A. Ucko. Química para ciências da saúde, 1992. Adaptado.) Na equação, a lipase refere-se a ________ que tem a função de ________ a energia de ativação, ________ a velocidade de reação. As lacunas são, correta e respectivamente, preenchidas por a) uma enzima – aumentar – diminuindo. b) um glicídio – diminuir – aumentando. c) uma enzima – aumentar – aumentando. d) uma enzima – diminuir – aumentando. e) um glicídio – aumentar – diminuindo. 11. (FAMERP SP/2019) Os gráficos apresentam dados cinéticos de uma mesma reação realizada sob duas condições diferentes. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 9 Na comparação entre as duas condições, verifica-se que: a) na condição 2, há uma diminuição da energia de ativação. b) na condição 2, há menor liberação de energia. c) na condição 2, a reação ocorre na presença de um catalisador. d) na condição 1, a reação é mais rápida. e) na condição 1, a energia do complexo ativado é maior. 12. (FATEC SP/2014/Janeiro) Uma indústria necessita conhecer a mecânica das reações para poder otimizar sua produção. O gráfico representa o mecanismo de uma reação hipotética: A2 + B2 → 2 AB ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 10 A análise do gráfico permite concluir corretamente que a) temos uma reação endotérmica, pois apresenta ΔH = –10 kJ. b) temos uma reação exotérmica, pois apresenta ΔH = +10 kJ. c) a energia do complexo ativado é 30 kJ. d) a energia de ativação para a reação direta é 30 kJ. e) a energia de ativação para a reação inversa é 40 kJ. 13. (FATEC SP/2014/Julho) A platina é um metal nobre, encontrada livre na natureza na forma de pepitas, e é muito empregada na produção de catalisadores, que são utilizados para a) acelerar a formação de compostos gasosos, somente. b) aumentar a velocidade de reações químicas específicas. c) retardar a produção de compostos indesejáveis, somente. d) controlar o deslocamento de uma reação química específica. e) promover a decomposição sólida de reações químicas, somente. 14. (FATEC SP/2006) Pode-se detectar a presença de iodetos em águas-mães de salinas, por meio da reação representada pela equação H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2I–(aq) → 2H2O2(l) + I2(aq) Os seguintes gráficos, mostrando a velocidade da reação em função da concentração dos reagentes, foram construídos com os dados coletados em vários experimentos: ∙ variando a concentração de H2O2 e mantendo constantes as de H+ e I–; ∙ variando a concentração de H+ e mantendo constantes as de H2O2 e I–; ∙ variando a concentração de I– e mantendo constantes as de H2O2 e H+. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 11 Com base na análise dos gráficos, afirma-se que a velocidade da reação I depende apenas da concentração de H+. II é diretamente proporcional à concentração de H2O2. III independe da concentração de H+. IV é inversamente proporcional à concentração de I–. É correto o que se afirma apenas em: a) I b) III c) IV d) II e III e) II, III e IV 15. (FATEC SP/2003) Em aparelhagem adequada, nas condições ambientes, certa massa de carbonato de cálcio foi colocada para reagir com excesso de ácido clorídrico diluído. Dessa transformação, resultou um gás. O volume de gás liberado foi medido a cada 30 segundos. Os resultados são apresentados a seguir: Analisando-se esses dados, afirma-se: I. O volume de gás liberado aumentará se após 180 segundos adicionarmos mais ácido. II. O carbonato de cálcio é o reagente limitante dessa transformação, nas condições em que foi realizada. III. O gás liberado nessa transformação é o hidrogênio, H2. IV. Construindo-se um gráfico do volume gasoso liberado em função do tempo, a partir de 3 minutos, a curva obtida apresentará um patamar. Estão corretas as afirmações a) I e II. c) II e III. b) I e III. d) II e IV. e) III e IV. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 12 16. (FATEC SP/2003) Cinco amostras de 300 g de ferro foram utilizadas para fabricar diferentes objetos, que foram levados para diferentes locais. Assinale a alternativa em que a amostra deverá oxidar-se (“enferrujar”) mais rapidamente. a) Limalha de ferro no porto de Santos. b) Limalha de ferro no sertão semi-árido. c) Um martelo numa fazenda próxima a Manaus. d) Um monte de pregos no porto de Santos. e) Um martelo no sertão semi-árido. 17. (FATEC SP/) Considere a figura que representa a estrutura cristalina do sólido KCl e o gráfico da curva de solubilidade desse mesmo sólido. A decomposição do acetaldeído, a 800 K, segundo a reação: CH3CHO(g) → CH4(g) + CO(g) ,iniciou-se com uma velocidade de 1,8 . 10-6 mol.ℓ-1.s-1. O gráfico que representa a variação de velocidade de decomposição do acetaldeído em função do tempo será: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 13 18. (FCM MG/2019) Este gráfico representa, na linha superior, a variação na pressão do ácido fórmico gasoso em função do tempo, em sua decomposição a 567 ºC, numa reação de 1ª ordem. Na linha inferior, a decomposição na presença do óxido de zinco sólido. (BROWN, LeMay, BURSTEN. Química Central, 9ª.Edição. PEARSON, SP, 2005, pag. 519. Adaptado.) Analisando o gráfico e considerando a temperatura constante, assinale a afirmativa FALSA. a) A reação é bem mais rápida na presença do óxido de zinco, sendo um exemplo de catálise homogênea. b) O número de mols, no final, será cerca de 5,8 10–3, sendo o volume de 500 mL na câmara de reação. c) A reação se completa quando a pressão deve ser de 0,80 atm, supondo um comportamento ideal. d) O tempo de meia vida da reação corresponde, aproximadamente, a 600 segundos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 14 19. (FCM MG/2016) Estes gráficos ilustram a variação das concentrações, em mol.L–1, de dois dos três componentes de uma reação química num mesmo intervalo (I) de tempo. A equação química que melhor poderia representar esse fenômeno seria: a) S + O2 SO2. b) H2 + Cl2 2HCl. c) N2 + 3H2 2NH3. d) 2NaN3 2Na + 3N2. 20. (FCM MG/2014) Considere uma reação química hipotética, que ocorre em fase gasosa, entre os reagentes A e B para formar os produtos C e D. No início foram misturados, em um recipiente de 1,0 litro, 6,0 mols de A com 6,0 mols de B. Após a reação se completar, com B sendo o reagente limitante, foram formados 4,0 mols de C , 2,0 mols de D, sobrando 4,0 mols de A. A equação balanceada para a reação hipotética descrita seria a) A + B → C + D. b) A + 3B → 2C + D. c) 2A + 3B → 2C + D. d) 3A + 3B → 2C + D. 21. (FCM MG/2014) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 15 Muitas vezes se usa a reação do alumínio com solução ácida para se produzir gás no enchimento de balões, o que não se deve fazer pelo fato de o gás formado ser inflamável. Massas iguais de duas amostras de alumínio, uma pulverizada e outra em pedaços, foram colocadas em dois frascos contendo soluções aquosas de ácido clorídrico de mesma concentração. As reações se completaram produzindo gás hidrogênio. O gráfico ilustra a variação de massa do gás formado com o decorrer do tempo, nas duas reações, realizadas nas mesmas condições. Analisando o gráfico e as informações, NÃO podemos concluir quea) a curva A corresponde a amostra de alumínio em pedaços. b) a curva B corresponde à reação que formou menor quantidade de gás. c) a massa de alumínio utilizada, em cada experimento, foi de 81g. d) a espécie oxidante é o hidrogênio que ganhou 1,0 mol de elétron por grama de gás hidrogênio formado. 22. (UFJF MG/2006/1ªFase) Considere o diagrama de energia da reação de decomposição do H2O2 representado ao lado: Assinale a alternativa INCORRETA: a) A reação de decomposição do H2O2 é exotérmica. b) A curva “A” apresenta maior energia de ativação que a curva “B”. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 16 c) A presença de um catalisador afeta o da reação. d) A curva “B” representa a reação com a presença de um catalisador. e) A letra “Z” representa o da reação de decomposição do H2O2. 23. (UFJF MG/PISM) Com base nas informações da tabela abaixo, assinale a alternativa que correlaciona CORRETAMENTE os fenômenos do nosso cotidiano com os fatores que podem afetar a velocidade das reações. Fenômenos A. Vela se apaga quando colocada num recipiente fechado. B. Alimentos se estragam mais rápido quando são guardados fora da geladeira. C. Reações nos organismos vivos sofrem ação das enzimas. D. Palha de aço enferruja mais rápido que uma barra de aço. Fatores I. superfície de contato II. concentração III. catalisador IV. temperatura a) A – IV; B – III; C- II; D – I b) A– I; B – II; C – IV; D – III c) A – II; B – III; C – I; D – IV d) A – III; B – I; C – IV; D - II e) A – II; B – IV; C – III; D – I 24. (ENEM/2020/1ª Aplicação) A nanotecnologia pode ser caracterizada quando os compostos estão na ordem de milionésimos de milímetros, como na utilização de nanomateriais catalíticos nos processos industriais. O uso desses materiais aumenta a eficiência da produção, consome menos energia e gera menores quantidades de resíduos. O sucesso dessa aplicação tecnológica muitas vezes está relacionado ao aumento da velocidade da reação química envolvida. O êxito da aplicação dessa tecnologia é por causa da realização de reações químicas que ocorrem em condições de ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 17 a) alta pressão. b) alta temperatura. c) excesso de reagentes. d) maior superfície de contato. e) elevada energia de ativação. 25. (ENEM/2020/1ª Aplicação) A sacarase (ou invertase) é uma enzima que atua no intestino humano hidrolisando o dissacarídeo sacarose nos monossacarídeos glicose e frutose. Em um estudo cinético da reação de hidrólise da sacarose (C12H22O11), foram dissolvidos 171 g de sacarose em 500 mL de água. Observou-se que, a cada 100 minutos de reação, a concentração de sacarose foi reduzida à metade, qualquer que fosse o momento escolhido como tempo inicial. As massas molares dos elementos H, C e O são iguais a 1, 12 e 16 g mol–1, respectivamente. Qual é a concentração de sacarose depois de 400 minutos do início da reação de hidrólise? a) 2,50 10–3 mol L–1 b) 6,25 10–2 mol L–1 c) 1,25 10–1 mol L–1 d) 2,50 10–1 mol L–1 e) 4,27 10–1 mol L–1 26. (ENEM/2020/1ª Aplicação) A Química Verde é um ramo da química que prega o desenvolvimento de processos eficientes, que transformem a maior parte do reagente em produto, de forma mais rápida e seletiva, que utilizem poucos reagentes, que produzam somente o produto desejado, evitando a formação de coprodutos, e que utilizem solventes não agressivos ao meio ambiente. Assim, as indústrias contornariam problemas relacionados à poluição ambiental e ao desperdício de água e energia. O perfil de um processo que segue todos os princípios desse ramo da química pode ser representado por: a) A + B + C D (a reação ocorre a altas pressões). b) A + B C + D (a reação é fortemente endotérmica). c) A + 3B C (a reação ocorre com uso de solvente orgânico). d) 3A + 2B 2C 3D + 2E (a reação ocorrre sob pressão atmosférica). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 18 e) A + B C (a reação ocorre com o uso de um catalisador contendo um metal não tóxico). 27. (ENEM/2020/2ª Aplicação) Os esgotos domésticos são, em geral, fontes do íon tripolifosfato ( , de massa molar igual a 253 g mol–1), um possível constituinte dos detergentes. Esse íon reage com a água, como mostra a equação a seguir, e produz o íon fosfato ( , de massa molar igual a 95 g mol–1), um contaminante que pode causar a morte de um corpo hídrico. Em um lago de 8 000 m3, todo o fósforo presente é proveniente da liberação de esgoto que contém 0,085 mg L–1 de íon tripolifosfato, numa taxa de 16 m3 por dia. De acordo com a legislação brasileira, a concentração máxima de fosfato permitido para água de consumo humano é de 0,030 mg L–1. (aq) + 2 H2O (l) 3 (aq) + 4 H+ (aq) O número de dias necessário para que o lago alcance a concentração máxima de fósforo (na forma de íon fosfato) permitida para o consumo humano está mais próximo de a) 158. b) 177. c) 444. d) 1 258. e) 1 596. 28. (ENEM/2020/2ª Aplicação) Um cidadão que se mudou de Brasília para Recife, após algum tempo, percebeu que partes de seu carro estavam enferrujando muito rapidamente. Perguntou para seu filho, estudante do ensino médio, a explicação para o fenômeno. O filho pesquisou na internet e descobriu que, por causa da maresia, gotículas de água do mar atingem os objetos de aço (liga de ferro e carbono) e intensificam sua corrosão. Com base nessa informação, o estudante explicou corretamente ao pai o efeito do cloreto de sódio na corrosão. A explicação correta de a maresia acelerar a corrosão do aço é porque a) reduz o ferro. b) oxida o carbono. c) dissolve a pintura do carro. d) torna a água mais condutora. e) diminui a dissolução do oxigênio na água. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 19 29. (ENEM/2020/2ª Aplicação) A fritura de alimentos é um processo térmico que ocorre a temperaturas altas, aproximadamente a 170 ºC. Nessa condição, alimentos ricos em carboidratos e proteínas sofrem uma rápida desidratação em sua superfície, tornando-a crocante. Uma pessoa quer fritar todas as unidades de frango empanado congelado de uma caixa. Para tanto, ela adiciona todo o conteúdo de uma vez em uma panela com óleo vegetal a 170 ºC, cujo volume é suficiente para cobrir todas as unidades. Mas, para sua frustração, ao final do processo elas se mostram encharcadas de óleo e sem crocância. As unidades ficaram fora da aparência desejada em razão da a) evaporação parcial do óleo. b) diminuição da temperatura do óleo. c) desidratação excessiva das unidades. d) barreira térmica causada pelo empanamento. e) ausência de proteínas e carboidratos nas unidades. 30. (ENEM/2019/1ª Aplicação) O odor que permanece nas mãos após o contato com alho pode ser eliminado pela utilização de um “sabonete de aço inoxidável”, constituído de aço inox (74%), cromo e níquel. A principal vantagem desse “sabonete” é que ele não se desgasta com o uso. Considere que a principal substância responsável pelo odor de alho é a alicina (estrutura I) e que, para que o odor seja eliminado, ela seja transformada na estrutura II. Na conversão de I em II, o “sabonete” atuará como um a) ácido. b) redutor. c) eletrólito. d) tensoativo. e) catalisador. 31. (ENEM/2018/1ª Aplicação) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 20 O sulfeto de mercúrio(II) foi usado como pigmento vermelho para pinturas de quadros e murais. Esse pigmento, conhecido como vermilion, escurece com o passar dos anos, fenômeno cuja origem é alvo de pesquisas. Aventou-se a hipótese de que o vermilion seja decomposto sob a ação da luz, produzindo uma fina camada de mercúrio metálico na superfície.Essa reação seria catalisada por íon cloreto presente na umidade do ar. WOGAN, T. Mercury’s Dark Influence on Art. Disponível em: www.chemistryworld.com. Acesso em: 26 abr. 2018 (adaptado) Segundo a hipótese proposta, o íon cloreto atua na decomposição fotoquímica vermilion a) reagindo como agente oxidante. b) deslocando o equilíbrio químico. c) diminuindo a energia de ativação. d) precipitando cloreto de mercúrio. e) absorvendo a energia da luz visível. 32. (ENEM/2017/1ª Aplicação) Quando se abre uma garrafa de vinho, recomenda-se que seu consumo não demande muito tempo. À medida que os dias ou semanas se passam, o vinho pode se tornar azedo, pois o etanol presente sofre oxidação e se transforma em ácido acético Para conservar as propriedades originais do vinho, depois de aberto, é recomendável a) colocar a garrafa ao abrigo de luz e umidade. b) aquecer a garrafa e guardá-la aberta na geladeira. c) verter o vinho para uma garrafa maior e esterilizada. d) fechar a garrafa, envolvê-la em papel alumínio e guardá-la na geladeira. e) transferir o vinho para uma garrafa menor, tampá-la e guardá-la na geladeira. 33. (ENEM/2015/2ª Aplicação) A remoção de petróleo derramado em ecossistemas marinhos é complexa e muitas vezes envolve a adição de mais sustâncias ao ambiente. Para facilitar o processo de recuperação dessas áreas, pesquisadores têm estudado a bioquímica de bactérias encontradas em locais sujeitos a esse tipo de impacto. Eles verificaram que algumas dessas espécies utilizam as moléculas de hidrocarbonetos como fonte energética, atuando como biorremediadores, removendo o óleo do ambiente. KREPSKY, N.; SILVA SOBRINHO, F.; CRAPEZ, M. A. C. Ciência Hoje, n. 223, jan.-fev. 2006 (adaptado). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 21 Para serem eficientes no processo de biorremediação citado, as espécies escolhidas devem possuir a) células flageladas, que capturem as partículas de óleo presentes na água. b) altas taxas de mutação, para se adaptarem ao ambiente impactado pelo óleo. c) enzimas, que catalisem reações de quebra das moléculas constituintes do óleo. d) parede celular espessa, que impossibilite que as bactérias se contaminem com o óleo. e) capacidade de fotossíntese, que possibilite a liberação de oxigênio para a renovação do ambiente poluído. 34. (ENEM/2013/2ª Aplicação) A hematita (α-Fe2O3), além de ser utilizada para obtenção do aço, também é utilizada como um catalisador de processos químicos, como na síntese da amônia, importante matéria-prima da indústria agroquímica. MEDEIROS, M. A. F. Química Nova na Escola, São Paulo, v. 32, n. 3, ago. 2010 (adaptado). O uso da hematita viabiliza economicamente a produção da amônia, porque a) diminui a rapidez da reação. b) diminui a energia de ativação da reação. c) aumenta a variação da entalpia da reação. d) aumenta a quantidade de produtos formados. e) aumenta o tempo do processamento da reação. 35. (ENEM/2010/2ª Aplicação) Alguns fatores podem alterar a rapidez das reações químicas. A seguir destacam-se três exemplos no contexto da preparação e da conservação de alimentos: 1. A maioria dos produtos alimentícios se conserva por muito mais tempo quando submetidos à refrigeração. Esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de certos alimentos. 2. Um procedimento muito comum utilizado em práticas de culinária é o corte dos alimentos para acelerar o seu cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão. 3. Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 22 Com base no texto, quais são os fatores que influenciam a rapidez das transformações químicas relacionadas aos exemplos 1, 2 e 3, respectivamente? a) Temperatura, superfície de contato e concentração. b) Concentração, superfície de contato e catalisadores. c) Temperatura, superfície de contado e catalisadores. d) Superfície de contato, temperatura e concentração. e) Temperatura, concentração e catalisadores. 36. (ENEM/2002) O milho verde recém-colhido tem um sabor adocicado. Já o milho verde comprado na feira, um ou dois dias depois de colhido, não é mais tão doce, pois cerca de 50% dos carboidratos responsáveis pelo sabor adocicado são convertidos em amido nas primeiras 24 horas. Para preservar o sabor do milho verde pode-se usar o seguinte procedimento em três etapas: 1º descascar e mergulhar as espigas em água fervente por alguns minutos; 2º resfriá-las em água corrente; 3º conservá-las na geladeira. A preservação do sabor original do milho verde pelo procedimento descrito pode ser explicada pelo seguinte argumento: a) O choque térmico converte as proteínas do milho em amido até a saturação; este ocupa o lugar do amido que seria formado espontaneamente. b) A água fervente e o resfriamento impermeabilizam a casca dos grãos de milho, impedindo a difusão de oxigênio e a oxidação da glicose. c) As enzimas responsáveis pela conversão desses carboidratos em amido são desnaturadas pelo tratamento com água quente. d) Microrganismos que, ao retirarem nutrientes dos grãos, convertem esses carboidratos em amido, são destruídos pelo aquecimento. e) O aquecimento desidrata os grãos de milho, alterando o meio de dissolução onde ocorreria espontaneamente a transformação desses carboidratos em amido. 37. (ENEM/1999) A deterioração de um alimento é resultado de transformações químicas que decorrem, na maioria dos casos, da interação do alimento com microrganismos ou, ainda, da interação com o oxigênio do ar, como ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 23 é o caso da rancificação de gorduras. Para conservar por mais tempo um alimento deve-se, portanto, procurar impedir ou retardar ao máximo a ocorrência dessas transformações. Os processos comumente utilizados para conservar alimentos levam em conta os seguintes fatores: I. microrganismos dependem da água líquida para sua sobrevivência. II. microrganismos necessitam de temperaturas adequadas para crescerem e se multiplicarem. A multiplicação de microrganismos, em geral, é mais rápida entre 25ºC e 45ºC, aproximadamente. III. transformações químicas têm maior rapidez quanto maior for a temperatura e a superfície de contato das substâncias que interagem. IV. há substâncias que acrescentadas ao alimento dificultam a sobrevivência ou a multiplicação de microrganismos. V. no ar há microrganismos que encontrando alimento, água líquida e temperaturas adequadas crescem e se multiplicam. Em uma embalagem de leite “longa-vida”, lê-se : “Após aberto é preciso guardá-lo em geladeira” Caso uma pessoa não siga tal instrução, principalmente no verão tropical, o leite se deteriorará rapidamente, devido a razões relacionadas com a) o fator I, apenas. b) o fator II, apenas. c) os fatores II ,III e V, apenas. d) os fatores I,II e III, apenas. e) os fatores I, II ,III , IV e V. 38. (UNESP SP/2019/Conh. Gerais) Os gráficos mostram o resultado de um experimento de queima de quatro velas de uso comercial, sendo duas do tipo A e duas do tipo B. Tal experimento foi feito para determinar a velocidade de queima das velas A e B em ambientes ventilado e não ventilado. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 24 Sendo h0 a altura inicial e v a velocidade de queima de cada vela, os dados obtidos no experimento foram organizados na tabela: (Régis C. Leal et al. Educación Química, vol. 25, nº 2, 2014. Adaptado.) De acordo com a organização dos dados, os títulos faltantes à tabela estão apresentados em a) b) c)ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 25 d) e) 39. (UNESP SP/2013/Conh. Gerais) A bioluminescência é o fenômeno de emissão de luz visível por certos organismos vivos, resultante de uma reação química entre uma substância sintetizada pelo próprio organismo (luciferina) e oxigênio molecular, na presença de uma enzima (luciferase). Como resultado dessa reação bioquímica é gerado um produto em um estado eletronicamente excitado (oxiluciferina*). Este produto, por sua vez, desativa- se por meio da emissão de luz visível, formando o produto no estado normal ou fundamental (oxiluciferina). Ao final, a concentração de luciferase permanece constante. Luciferina+O2 Oxiluciferina* Oxiluciferina + hv(450-620 nm) O esquema ilustra o mecanismo geral da reação de bioluminescência de vagalumes, no qual são formados dois produtos diferentes em estados eletronicamente excitados, responsáveis pela emissão de luz na cor verde ou na cor vermelha. (Etelvino J. H. Bechara e Vadim R. Viviani. Revista virtual de química, 2015. Adaptado.) A partir das informações contidas no texto, é correto afirmar que a enzima luciferase a) aumenta a energia de ativação da reação global de formação da oxiluciferina. b) é um dos produtos da reação. c) é responsável pela emissão de luz. d) é o intermediário da reação, a partir do qual se originam os produtos. e) atua como catalisador, pois interfere na reação sem ser consumida no processo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 26 40. (UNESP SP/Conh. Gerais) Em um laboratório de química, dois estudantes realizam um experimento com o objetivo de determinar a velocidade da reação apresentada a seguir. MgCO3(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) Sabendo que a reação ocorre em um sistema aberto, o parâmetro do meio reacional que deverá ser considerado para a determinação da velocidade dessa reação é a) a diminuição da concentração de íons Mg2+. b) o teor de umidade no interior do sistema. c) a diminuição da massa total do sistema. d) a variação da concentração de íons Cl–. e) a elevação da pressão do sistema. 41. (UNESP SP/2010/Conh. Gerais) O carbonato de cálcio pode ser encontrado na natureza na forma de rocha sedimentar (calcário) ou como rocha metamórfica (mármore). Ambos encontram importantes aplicações industriais e comerciais. Por exemplo, o mármore é bastante utilizado na construção civil tanto para fins estruturais como ornamentais. Já o calcário é usado como matéria-prima em diversos processos químicos, dentre eles, a produção da cal. Considerando o papel do mármore na construção civil, é de suma importância conhecer a resistência desse material frente a desgastes provenientes de ataques de ácidos de uso doméstico. Em estudos de reatividade química foram realizados testes sobre a dissolução do mármore (carbonato de cálcio) utilizando ácidos acético e clorídrico. As concentrações e os volumes utilizados dos ácidos em todos os experimentos foram iguais a 6 M e 15 mL, respectivamente, assim como a massa de mármore foi sempre igual a 1 g, variando-se a temperatura de reação e o estado de agregação do mármore, conforme a tabela a seguir: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 27 Com relação aos experimentos, pode-se afirmar que a) os experimentos 5 e 6 apresentam a mesma velocidade de dissolução do mármore porque a superfície de contato de um sólido não afeta a velocidade de uma reação química. b) o experimento 1 ocorre mais lentamente que o 2, porque quanto maior for a temperatura, menor será a velocidade de uma reação química. c) o experimento 1 ocorre mais rapidamente que o 4, porque a concentração de íons H+ em 1 é maior que no experimento 4. d) o experimento 4 ocorre mais lentamente que o 5, porque quanto maior for a temperatura, menor será a probabilidade de ocorrer colisões efetivas entre os íons dos reagentes. e) o experimento 3 ocorre mais lentamente que o 6, porque quanto maior for a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de uma reação química. 42. (UNESP SP/2009/Conh. Gerais) O gás cloreto de carbonila, COCl2 (fosgênio), extremamente tóxico, é usado na síntese de muitos compostos orgânicos. Conhecendo os seguintes dados coletados a uma dada temperatura: a expressão da lei de velocidade e o valor da constante k de velocidade para a reação que produz o cloreto de carbonila, , são, respectivamente: a) v = k [CO(g)]1 + [Cl2(g)]2; k = 0,56 L2⋅mol–2⋅s–1 b) v = k [CO(g)]2[Cl2(g)]1; k = 31,3 L2⋅mol–2⋅s–1 c) v = k [Cl2(g)]2; k = 2,25 L2⋅mol–2⋅s–1 d) v = k [CO(g)]1[Cl2(g)]2; k = 18,8 L2⋅mol–2⋅s–1 e) v = k [CO(g)]1[Cl2(g)]1; k = 0,28 L2⋅mol–2⋅s–1 43. (UNESP SP/2009/Conh. Gerais) A China, sede das Olimpíadas de 2008, foi o berço de muitas invenções e descobertas de grande impacto para a humanidade, como o papel, a bússola e a pólvora, entre outras. O uso bélico da pólvora implica a adequação da velocidade de sua queima ao tipo de arma a que se destina. Considerando-se a reação química da queima da pólvora, representada pela equação: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 28 4KNO3(s) + 7C(s) + S(s) → → 3CO2(g) + 3CO(g) + 2N2(g) + K2CO3(s) + K2S(s) identifique a alternativa que corresponde à melhor opção para aumentar a velocidade da explosão da pólvora. a) Promover a reação sob atmosfera de N2. b) Utilizar pólvora previamente refrigerada. c) Utilizar pólvora finamente pulverizada. d) Utilizar excesso de carvão. e) Usar uma solução supersaturada de pólvora. 44. (UNESP SP/2008/Conh. Gerais) Os catalisadores desempenham importante papel em vários processos químicos. Uma reação genérica entre os reagentes A e B pode ocorrer na ausência ou na presença de um catalisador (cat). Indique a alternativa que melhor representa as reações catalisada e não catalisada. a) b) c) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 29 d) e) 45. (UNESP SP/2008/Conh. Gerais) As figuras representam esquematicamente dois tempos (t) da reação entre os gases H2 e Cl2. Nelas encontram-se representadas pictoricamente as relações entre as quantidades das moléculas de reagentes e produto envolvidas. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor descreve a cinética da reação. a) b) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 30 c) d) e) 46. (UNESP SP/2006/Conh. Gerais) A reação química global ocorre em duas etapas: 1ª etapa: 2ª etapa: Na tabela são apresentados alguns valores experimentais dessa reação. Com base nos dados, a expressão da lei de velocidade para a reação global é dada por a) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 31 b) c) d) e) 47. (UNESP SP/2005/Conh. Gerais) Quando cozinhamos os alimentos, o aquecimento acelera os processos que degradam as membranas celulares e as biomoléculas, por exemplo, as proteínas. O efeito da temperatura na velocidade da reação química foi identificado por Svante Arrhenius no final do século XIX pela equação: ln k = ln A - (Ea /RT) Da equação acima, é correto afirmar que: a) o parâmetro A é a constante de velocidade da reação. b) k é o fator pré-exponencial e depende do valor da temperatura. c) k e A são fator pré-exponencial e energia de ativação, respectivamente. d) k e Ea independem da reação que está sendo estudada. e) A e Ea são basicamente independentes da temperatura. 48. (UNESP SP/2004/Conh. Gerais) Para a reação genérica: A + 2B → 4C, com as concentrações de A e B iguais a 1,7 mol/L e 3,0 mol/L, respectivamente, obtiveram-se em laboratório osdados mostrados na tabela. [C] (mol/L) 0,0 0,6 0,9 1,0 1,1 Tempo (h) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Com base na tabela, a velocidade média de consumo do reagente A no intervalo de 2,0 h a 4,0 h, expresso em mol L–1 h–1, será igual a: a) 0,250. b) 0,150. c) 0,075. d) 0,050. e) 0,025. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 32 49. (UNESP SP/2004/Conh. Gerais) Comparando duas panelas, simultaneamente sobre dois queimadores iguais de um mesmo fogão, observa-se que a pressão dos gases sobre a água fervente na panela de pressão fechada é maior que aquela sobre a água fervente numa panela aberta. Nessa situação, e se elas contêm exatamente as mesmas quantidades de todos os ingredientes, podemos afirmar que, comparando com o que ocorre na panela aberta, o tempo de cozimento na panela de pressão fechada será a) menor, pois a temperatura de ebulição será menor. b) menor, pois a temperatura de ebulição será maior. c) menor, pois a temperatura de ebulição não varia com a pressão. d) igual, pois a temperatura de ebulição independe da pressão. e) maior, pois a pressão será maior. 50. (UNESP SP/2004/Conh. Gerais) Nas embalagens dos alimentos perecíveis, é comum encontrar a recomendação: “manter sob refrigeração”. A carne vermelha, por exemplo, mantém-se própria para o consumo por poucas horas sob temperatura ambiente (temperatura próxima de 25 °C), por poucos dias quando armazenada numa geladeira doméstica (temperatura próxima de 5 °C) e por cerca de doze meses quando armazenada num freezer (temperatura abaixo de –15 °C). Dos gráficos apresentados a seguir, o que melhor representa a variação da velocidade das reações químicas responsáveis pela decomposição da carne, em função da temperatura de armazenamento, no intervalo entre –15 °C e 25 °C, é: 51. (UNESP SP/2004/Conh. Gerais) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 33 A queima de um combustível como a gasolina, ou seja, sua reação com o oxigênio, é bastante exotérmica e, do ponto de vista termodinâmico, é espontânea. Entretanto, essa reação inicia-se somente com a concorrência de um estímulo externo, como, por exemplo, uma faísca elétrica. Dizemos que o papel deste estímulo é a) fornecer a energia de ativação necessária para a reação ocorrer. b) deslocar o equilíbrio no sentido de formação de produtos. c) aumentar a velocidade da reação direta e diminuir a velocidade da reação inversa. d) favorecer a reação no sentido da formação de reagentes. e) remover o nitrogênio do ar, liberando o oxigênio para reagir. 52. (UNICAMP SP/2021) “Hospital Municipal de Juruti (PA) recebe mais de 70 cilindros de oxigênio para tratar pacientes com Covid- 19” (site G1, 01/06/2020). A oxigenoterapia é indicada para todos os pacientes graves, inicialmente variando de 5 a 10 L de O2/min. Para uma vazão constante e máxima na faixa considerada, o cilindro de cada paciente deverá, necessariamente, ser trocado após aproximadamente a) 17 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 50 L e a pressão 1 atm. b) 33 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 50 L e a pressão 0 atm. c) 33 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 0 L e a pressão 0 atm. d) 17 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 0 L e a pressão 1 atm. Dados: volume interno do cilindro = 50 L; volume aproximado do gás a 1 atm de pressão em cada cilindro = 10 m3; pressão inicial no cilindro = ~200 atm. 53. (UNICAMP SP/2021) Um estudo recente avaliou como determinados plásticos se degradam na água do mar quando expostos à luz ultravioleta. Os plásticos estudados foram: NPG (plásticos diversos do Giro do Pacífico Norte), EPS (poliestireno expandido), PP (polipropileno) e PE (polietileno). Considerando que somente 2% do plástico despejado no mar está à deriva, esse estudo tentou descobrir para onde vão os microplásticos no ambiente marinho. Um dos resultados do estudo é mostrado nos gráficos abaixo. Nesses gráficos, observam-se as produções de carbono orgânico dissolvido (DOC) por grama de carbono na amostra de plástico utilizado. O DOC foi identificado como o maior subproduto da fotodegradação de plásticos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 34 (Adaptado de L. Zhu e outros. Journal of Hazardous Materials 383, 2020, 121065.) Os resultados mostram que a) para os quatro plásticos, a velocidade de degradação aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do PP. b) para três plásticos, a velocidade de degradação aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do EPS. c) para apenas um plástico, a velocidade de degradação não aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do PP. d) duas velocidades de degradação aumentam com o tempo e duas permanecem constantes; após 50 dias, a maior degradação foi a do EPS. 54. (UNICAMP SP/2020) Um dos pilares da nanotecnologia é o fato de as propriedades dos materiais dependerem do seu tamanho e da sua morfologia. Exemplo: a maior parte do H2 produzido industrialmente advém da reação de reforma de hidrocarbonetos: CH4(g) + H2O(g) 3H2(g) + CO(g). Uma forma de promover a descontaminação do hidrogênio é reagir o CO com largo excesso de água: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g); = –41,6 kJ mol–1. A figura abaixo mostra resultados da velocidade (em unidade arbitrária, ua) dessa conversão em função da temperatura, empregando-se um nanocatalisador com duas diferentes morfologias. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 35 Considerando essas informações, é correto afirmar que, com essa tecnologia, a descontaminação do hidrogênio por CO é mais eficiente na presença do catalisador em forma de a) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica. b) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica. c) nanocubo, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica. d) nanocubo, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica. 55. (UNICAMP SP/2019) De tempos em tempos, o mundo se choca com notícias sobre o uso de armas químicas em conflitos. O sarin é um composto organofosforado líquido, insípido, incolor e inodoro, altamente volátil, que se transforma em gás quando exposto ao ar, sendo um dos principais alvos dessas notícias. Em 1955, um projeto confidencial do exército americano estudou a eficiência de hipoclorito na eliminação de sarin em ambientes contaminados. A tabela a seguir mostra alguns resultados obtidos nesse estudo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 36 Sendo t1/2 o tempo para a concentração do sarin cair à metade, de acordo com a tabela a reação é mais rápida em a) maiores concentrações de hipoclorito, mas não há elementos suficientes para analisar a influência da acidez do meio reacional. b) menores concentrações de hipoclorito, mas não há elementos suficientes para analisar a influência da acidez do meio reacional. c) meios mais ácidos, mas não há elementos suficientes para analisar a influência da concentração do hipoclorito. d) meios menos ácidos, mas não há elementossuficientes para analisar a influência da concentração do hipoclorito. 56. (UNICAMP SP/2019) Em um estudo científico, uma fina camada de um novo filtro protetor solar foi exposta previamente à radiação UVA e UVB durante diferentes intervalos de tempo, testando-se em seguida a sua eficiência em barrar essa mesma radiação. A figura a seguir mostra apenas dois dos resultados obtidos no experimento, sendo uma das curvas referente a uma exposição por 10 minutos e, a outra, a uma exposição de 30 minutos. De acordo com essa figura, na faixa de 300 a 320 nm, ao triplicar o tempo de exposição prévia, o protetor apresentou uma eficiência a) menor, e a curva A diz respeito aos 30 minutos de exposição prévia. b) menor, e a curva A diz respeito aos 10 minutos de exposição prévia. c) menor, e a curva B diz respeito aos 10 minutos de exposição prévia. d) maior, e a curva B diz respeito aos 30 minutos de exposição prévia. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 37 57. (UNICAMP SP/2019) Recentemente, o FDA aprovou nos EUA a primeira terapia para o tratamento da fenilcetonúria, doença que pode ser identificada pelo teste do pezinho. Resumidamente, a doença leva ao acúmulo de fenilalanina no corpo, já que ela deixa de ser transformada em tirosina, em função da deficiência da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH). As curvas do gráfico a seguir podem representar o processo metabólico da conversão de fenilalanina em tirosina em dois indivíduos: um normal e outro que apresenta a fenilcetonúria. Considerando o gráfico e as características da doença, é correto afirmar que o eixo y corresponde à concentração de a) tirosina e a curva 1 pode ser correlacionada a um indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. b) fenilalanina e a curva 1 pode ser correlacionada a um indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. c) tirosina e a curva 2 pode ser correlacionada a um indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. d) fenilalanina e a curva 2 pode ser correlacionada a um indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. 58. (UNICAMP SP/2019) Pesquisas mostram que a curcumina — substância extraída da cúrcuma — pode ser usada como fotossensibilizador na terapia fotodinâmica (TFD). Nessa técnica, se houver absorção de luz pelo fotossensibilizador, que está na célula, ocorre reação com o oxigênio molecular gerando espécies químicas citotóxicas, que promovem a oxidação de lipídios, aminoácidos e proteínas, levando à morte celular. Deste modo, a TFD pode ser usada para o tratamento de câncer, lesões pré-malignas, etc. O gráfico a seguir mostra a intensidade de absorção de luz pela curcumina e a intensidade de emissão de luz de dois LEDs, um vermelho e um branco, em função do comprimento de onda da luz. (Adaptado de http://cepof.ifsc.usp.br/pesquisa/terapia-fotodinamica. Acessado em 15/07/2018.) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 38 Levando em conta o gráfico e os princípios da TFD apresentados no enunciado, para o uso de curcumina na TFD, a) somente o LED vermelho seria adequado. b) somente o LED branco seria adequado. c) os dois LEDs seriam adequados. d) nenhum dos LEDs seria adequado. 59. (UNICAMP SP/2018) O livro O Pequeno Príncipe, de Antoine de Saint-Exupéry, uma das obras literárias mais traduzidas no mundo, traz ilustrações inspiradas na experiência do autor como aviador no norte da África. Uma delas, a figura (a), parece representar um chapéu ou um elefante engolido por uma jiboia, dependendo de quem a interpreta. Para um químico, no entanto, essa figura pode se assemelhar a um diagrama de entalpia, em função da coordenada da reação (figura b). Se a comparação for válida, a variação de entalpia dessa reação seria a) praticamente nula, com a formação de dois produtos. b) altamente exotérmica, com a formação de dois produtos. c) altamente exotérmica, mas nada se poderia afirmar sobre a quantidade de espécies no produto. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 39 d) praticamente nula, mas nada se poderia afirmar sobre a quantidade de espécies no produto. 60. (UEA AM/2017) Mergulhadores recreacionais respiram ar comprimido (78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1% de outros gases), contido em um cilindro carregado nas costas. O cilindro comum é feito de alumínio e armazena ar a 3 mil libras por polegada quadrada (psi). (http://esporte.hsw.uol.com.br. Adaptado.) Moléculas de N2 (g) e O2 (g) estão em constante colisão no interior do cilindro. Entretanto, praticamente não ocorre a reação química N2 (g) + O2 (g) 2NO (g), o que tornaria o ar irrespirável para os mergulhadores. Assinale a alternativa que apresenta uma explicação correta para este fato. a) A energia de ativação da reação é praticamente nula, o que a torna muito lenta, praticamente imperceptível. b) A mistura dos dois gases no cilindro não está na proporção volumétrica da reação, que é de 1 volume de nitrogênio para 1 volume de oxigênio. c) O alumínio que constitui o cilindro reage com o oxigênio, removendo esse reagente e impedindo a reação. d) A alta pressão a que estão submetidos os gases dentro do cilindro diminui a probabilidade de colisões efetivas entre as moléculas. e) A energia cinética das moléculas dentro do cilindro é insuficiente para que as colisões entre elas sejam efetivas. 61. (UEA AM/2016) Os clipes metálicos para papéis recobertos por uma camada de tinta (clipes coloridos) levam mais tempo para enferrujar do que os clipes metálicos comuns. Isso acontece porque a camada de tinta a) atua como catalisador da reação do metal com o ar. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 40 b) reflete a luz solar que incide sobre o clipe. c) diminui o número de colisões dos átomos do metal com as moléculas do ar. d) diminui a entalpia da reação do metal com o ar. e) aumenta a superfície de contato dos átomos do metal com as moléculas do ar. 62. (UEA AM/2014) A durabilidade do bacon defumado depende das condições em que é mantido. Considerando igual massa desse produto, é correto afirmar que, entre as condições indicadas nas alternativas, a que permite maior durabilidade é aquela em que o bacon se encontra a) exposto ao ar, na temperatura ambiente, fatiado. b) exposto ao ar, na temperatura ambiente, em peça. c) embalado a vácuo, na temperatura ambiente, em peça. d) embalado a vácuo, refrigerado, fatiado. e) embalado a vácuo, refrigerado, em peça. 63. (UEA AM/2013) O açaí é considerado um alimento de alto valor calórico, com elevado percentual de lipídeos, e nutricional, pois é rico em proteínas e minerais. Nas áreas de exploração extrativa, o açaí representa a principal base alimentar da população, notadamente dos ribeirinhos da região do estuário do rio Amazonas. O óleo extraído do açaí é composto de ácidos graxos de boa qualidade, com 60% de monoinsaturados e 13% de poli-insaturados. Com relação às proteínas, possui teor superior ao do leite (3,50%) e do ovo (12,49%), enquanto o perfil em aminoácidos é semelhante ao do ovo. Processos de conservação O açaí, quando não submetido a processos de conservação, tem a vida de prateleira muito curta, no máximo 12 horas, mesmo sob refrigeração. A sua alta perecibilidade pode estar associada, principalmente, à elevada carga microbiana presente no fruto, causada por condições inadequadas de colheita, acondicionamento, transporte e processamento. A adoção de boas práticas agrícolas e de fabricação minimizam a probabilidade de contaminação microbiológica dos frutos e do açaí durante o processamento, contribuindo para a conservação do produto. Em adição a essas boas práticas, deve ser realizado um conjunto de etapas de procedimentos visando a obtenção de produto seguro e de qualidade, taiscomo o branqueamento dos frutos, a pasteurização, o congelamento ou a desidratação do açaí. (http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br. Adaptado.) O processo de desidratação do açaí, transformando-o em açaí em pó, permite conservar por mais tempo o alimento porque ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 41 a) os micro-organismos volatilizam-se junto com a água vaporizada durante a secagem. b) o pó tem maior superfície de contato com os microorganismos do que o fruto bruto. c) decompõe o fruto em substâncias inoxidáveis por ação do ar e de micro-organismos. d) as transformações químicas que levam à deterioração do fruto ocorrem pelo contato com o ar. e) os micro-organismos que atuam na decomposição do fruto dependem de água líquida para sobreviver. 64. (UFU MG/2019/1ªFase) http://www.marco.eng.br/cinetica/trabalhodealunos/CineticaBasica/Figuras/influencia/infl001.gif. Acesso em 12.fev.2019. Os experimentos ilustrados utilizaram, nas três situações, quantidades iguais de massa de carbonato de cálcio e mesma concentração e volumes de ácido sulfúrico. Na seringa, foi coletado o gás carbônico como um dos produtos dessa reação. A partir desses experimentos, deduz-se que, após reação total nos três casos, a) o tempo necessário para se produzir a mesma quantidade de gás carbônico foi maior no experimento I, pois na placa a superfície de contato é menor. b) a quantidade de gás carbônico produzida no experimento II é menor que aquela produzida no experimento III, pois o carbonato estava despedaçado. c) o volume de gás carbônico verificado na seringa no experimento III é menor que o volume do mesmo gás na seringa do experimento I, em função da pulverização do carbonato. d) o efeito do ácido sulfúrico na reação do experimento I é diferente do efeito no experimento II, produzindo uma mistura de gases, além do gás carbônico. 65. (UFU MG/2011/1ªFase) A reação de escurecimento em frutas, vegetais e sucos de frutas é um dos principais problemas na indústria de alimentos. Estima-se que em torno de 50% da perda de frutas tropicais no mundo é devida à enzima polifenol oxidase – PFO, que provoca a oxidação dos compostos fenólicos naturais presentes nos alimentos, causa a formação de pigmentos escuros – frequentemente acompanhados de mudanças ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 42 indesejáveis na aparência e nas propriedades organolépticas do produto – resultando na diminuição da vida útil e do valor de mercado. Várias maneiras de inibição da polifenol oxidase são conhecidas. Essa inibição é desejável e muitas vezes necessária para evitar o aparecimento de sabor desagradável e toxidez, como também por questões econômicas. Três componentes devem estar presentes para que a reação de escurecimento enzimático ocorra: enzima, substrato e oxigênio. No caso de ausência ou bloqueio da participação de um destes na reação química (seja por agentes redutores, diminuição de temperatura ou abaixamento de pH), a “velocidade” de reação diminui significativamente. O pH ótimo de atuação da PFO está entre 6 e 7, e abaixo de 3 não há nenhuma atividade enzimática.” Adaptado de CARVALHO; LUPETTI; FATIBELLO-FILHO. Química Nova na Escola, n. 22, 2005. A partir da leitura do texto acima e considerando as contribuições da ciência e tecnologia no campo da produção alimentícia, assinale a alternativa correta. a) Ao elevar a temperatura no processamento de sucos de frutas, a indústria está favorecendo o aumento da velocidade de escurecimento, pois a energia de ativação dessa reação também aumenta. b) A vitamina C (ácido ascórbico) é usada na indústria de sucos de frutas como aditivo alimentar para retardar a reação de escurecimento enzimático, pois o pH dos tecidos vegetais é diminuído. c) Como a enzima polifenol oxidase (PFO) é um dos reagentes da reação de escurecimento em frutas, após o seu consumo nessa reação, o processo de escurecimento é interrompido. d) O armazenamento de frutas, vegetais e sucos de frutas em geladeira é feito somente para evitar seu contato com o oxigênio do ar, retardando a reação de escurecimento. 66. (UFU MG/2008/1ªFase) Considere o diagrama de energia a seguir. Ele representa uma reação química que se processa na ausência (I) e na presença (II) de catalisador. Marque a alternativa correta ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 43 a) A energia de ativação com catalisador é maior do que aquela sem catalisador. b) Quanto menor for a energia de ativação, menor será a velocidade da reação química. c) A entalpia do complexo ativado é alterada na reação com catalisador. Esse processo forma um complexo ativado com energia menor do que aquele formado na reação sem catalisador. d) A reação é endotérmica, pois o conteúdo energético dos produtos é menor do que o conteúdo energético dos reagentes. 67. (UFU MG/2007/1ªFase) Uma reação química de grande importância é a fotossíntese, com a qual, a partir de CO2 e H2O, obtém- se a glicose: Leia o enunciado acima e considere as afirmativas apresentadas a seguir. I. A pressão não influi nesta reação. II. Na ausência de luz a velocidade da reação é quase nula. III. Com o aumento de temperatura maior será a velocidade da reação. IV. A velocidade da reação será maior quando a concentração, em quantidade de matéria de CO2 aumentar. Qual alternativa abaixo apresenta resposta correta? a) Somente I e III. b) Todas estão corretas. c) Somente II, III e IV. d) Somente III. 68. (UFU MG/2006/1ªFase) O papel de um catalisador em um equilíbrio químico é a) aumentar a energia da reação, gerando uma quantidade maior de produto em um menor tempo de reação. b) alterar o valor da constante de equilíbrio, favorecendo a reação química. c) inverter os produtos pelos reagentes, modificando a velocidade da reação química. d) diminuir o intervalo de tempo necessário para o estabelecimento do equilíbrio da reação química. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 44 69. (UFU MG/2005/1ªFase) Acredita-se que a decomposição do peróxido de hidrogênio, na presença de íons iodeto, acontece pelo seguinte mecanismo: H2O2 (aq) + I- (aq) → H2O (l) + IO- (aq) e H2O2 (aq) + IO- (aq) → H2O (l) + O2 (g) + I- (aq) Na proposta de mecanismo, I- (aq) é a) um produto da reação global. b) um reagente da reação global. c) o complexo ativado do mecanismo. d) um catalisador. 70. (UFU MG/2003/1ªFase) Uma reação química processa-se, conforme o diagrama de energia abaixo. Em relação à essa reação e às energias envolvidas, apresentadas acima, é INCORRETO afirmar que: a) II representa a Energia de Ativação da reação. b) é uma reação endotérmica, sendo I a energia absorvida na reação. c) IV representa o calor liberado na reação. d) III representa a Energia de Ativação para a reação inversa. 71. (UERJ/2019/1ªFase) Na produção industrial dos comercialmente chamados leites “sem lactose”, o leite integral é aquecido a altas temperaturas. Após o resfriamento, adiciona-se ao leite a enzima lactase. Com esse processo, o produto gera menos desconforto aos intolerantes à lactose, que é o carboidrato presente no leite integral. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 45 Na fabricação do produto, descrita no texto, aguardar o resfriamento do leite tem a finalidade de evitar o seguinte processo em relação à lactase: a) ativação b) maturação c) desnaturação d) hidrogenação 72. (UERJ/2017/1ªFase) Em um exame clínico, monitorou-se a concentração de um hormônio no sangue de um paciente, das 14 h de um dia às 10 h do dia seguinte. Os resultados do monitoramento, organizados em períodos de quatro horas, estão apresentadosno gráfico abaixo. Períodos: I. 14 a 18 h II. 18 a 22 h III. 22 a 02 h IV. 02 a 06 h V. 06 a 10 h A maior taxa de produção do hormônio, em mol·mL–1.h–1, verificada em um dos cinco períodos do exame, corresponde a: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 46 a) b) c) d) 73. (UERJ/2016/1ªFase) No preparo de pães e bolos, é comum o emprego de fermentos químicos, que agem liberando gás carbônico, responsável pelo crescimento da massa. Um dos principais compostos desses fermentos é o bicarbonato de sódio, que se decompõe sob a ação do calor, de acordo com a seguinte equação química: 2 NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g) Considere o preparo de dois bolos com as mesmas quantidades de ingredientes e sob as mesmas condições, diferindo apenas na temperatura do forno: um foi cozido a 160 ºC e o outro a 220 ºC. Em ambos, todo o fermento foi consumido. O gráfico que relaciona a massa de CO2 formada em função do tempo de cozimento, em cada uma dessas temperaturas de preparo, está apresentado em: a) b) c) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 47 d) 74. (UERJ/2016/1ªFase) Para diferenciar os hidrocarbonetos etano e eteno em uma mistura gasosa, utiliza-se uma reação com bromo molecular: o etano não reage com esse composto, enquanto o eteno reage de acordo com a seguinte equação química: Considere um cilindro de capacidade igual a 10 L, contendo apenas esses hidrocarbonetos em uma mistura com massa igual a 200 g. Ao se adicionar bromo em excesso à mistura, todo o eteno reagiu, formando 940 g de 1,2-dibromoetano. A concentração inicial de etano, em mol.L–1, no interior do cilindro, corresponde a: a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 75. (UERJ/2012/1ªFase) As curvas que descrevem as velocidades de reação de muitas enzimas em função das variações das concentrações de seus substratos seguem a equação de Michaelis. Tal equação é representada por uma hipérbole retangular cuja fórmula é: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 48 A constante de Michaelis corresponde à concentração de substrato na qual . Considere um experimento em que uma enzima, cuja constante de Michaelis é igual a 9×10–3 milimol/L, foi incubada em condições ideais, com concentração de substrato igual a 10–3 milimol/L. A velocidade de reação medida correpondeu a 10 unidades. Em seguida, a concentração de substrato foi bastante elevada de modo a manter essa enzima completamente saturada. Neste caso, a velocidade de reação medida será, nas mesmas unidades, equivalente a: a) 1 b) 10 c) 100 d) 1000 76. (UERJ/2011/1ªFase) A fim de aumentar a velocidade de formação do butanoato de etila, um dos componentes do aroma de abacaxi, emprega-se como catalisador o ácido sulfúrico. Observe a equação química desse processo: As curvas de produção de butanoato de etila para as reações realizadas com e sem a utilização do ácido sulfúrico como catalisador estão apresentadas no seguinte gráfico: a) b) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 49 c) d) 77. (UERJ/2010/1ªFase) A velocidade de uma reação enzimática corresponde à razão entre quantidade de produto formado e tempo decorrido. Essa velocidade depende, entre outros fatores, da temperatura de incubação da enzima. Acima de uma determinada temperatura, porém, a enzima sofre desnaturação. Considere um experimento no qual foi medida a velocidade máxima de uma reação enzimática em duas diferentes temperaturas. Observe a tabela: Para cada temperatura calculou-se a taxa de desnaturação da enzima, definida como a queda da Vmax da reação por minuto de incubação. Se D1 é a taxa de desnaturação da enzima a 45 ºC e D2 a taxa de desnaturação a 50 ºC, a razão é: a) 0,5 b) 1,0 c) 2,5 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 50 d) 4,0 78. (UERJ/2009/1ªFase) A água oxigenada consiste em uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio, que se decompõe, sob a ação da luz e do calor, segundo a equação química: 2 H2O2 (aq) → 2 H2O(l) + O2 (g) Em um experimento, foi monitorada a quantidade de peróxido de hidrogênio em três frascos idênticos – A, B e C – de 1 L de água oxigenada, mantidos em diferentes condições de luminosidade e temperatura. Observe os resultados no gráfico: Na condição em que ocorreu a menor taxa de decomposição do peróxido de hidrogênio, a velocidade média de formação de O2 , em mol.ano–1, foi igual a: a) 1 b) 2 c) 6 d) 12 79. (UERJ/2008/2ªFase) A equação química abaixo representa a hidrólise de alguns dissacarídeos presentes em importantes fontes alimentares: A tabela a seguir relaciona os resultados da velocidade inicial de reação dessa hidrólise, em função da concentração e da temperatura, obtidos em quatro experimentos, sob as seguintes condições: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 51 - soluções de um desses dissacarídeos foram incubadas com quantidades iguais ora de suco gástrico, ora de suco intestinal rico em enterócitos; - o tempo de reação e outros possíveis fatores interferentes foram mantidos constantes. Os experimentos que podem corresponder à hidrólise enzimática ocorrida quando o dissacarídeo foi incubado com suco intestinal são os de números: a) I e II b) I e IV c) II e III d) III e IV 80. (UERJ/2005/1ªFase) As fitas de gravação contêm, na sua composição, acetato de celulose, que se decompõe sob a ação da umidade atmosférica, liberando ácido acético. A curva que representa o aumento do teor desse ácido em função do tempo está indicada no gráfico a seguir. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 52 A velocidade da reação de decomposição do acetato de celulose pode ser determinada a partir da equação da reta r, tangente à curva no ponto P, que é definida por y =1/50 t, na qual t representa o tempo em minutos. A velocidade dessa reação no instante t , em mol × L-1 × min-1, e sua classificação estão indicadas em: a) 0,002 - oxidação b) 0,002 - esterificação c) 0,020 - dupla-troca d) 0,200 - neutralização 81. (UERJ/1999/1ªFase) A sabedoria popular indica que, para acender uma lareira, devemos utilizar inicialmente lascas de lenha e só depois colocarmos as toras. Em condições reacionais idênticas e utilizando massas iguais de madeira em lascas e em toras, verifica-se que madeira em lascas queima com mais velocidade. O fator determinante, para essa maior velocidade da reação, é o aumento da: a) pressão b) temperatura c) concentração d) superfície de contato 82. (UERJ/1994/1ªFase) É proibido, por lei, o transporte de materiais explosivos e/ou corrosivos em veículos coletivos. Na Tijuca, bairro da Zona Norte do município do Rio de Janeiro, um sério acidente causou vítimas fatais quando uma caixa contendo explosivos foi arrastada pelo piso do ônibus. A energia resultante do atrito iniciou uma reação de grande velocidade que liberou calor e promoveu reações em cadeia nos explosivos provocando incêndio e liberando muitos gases tóxicos. Dentre os gráficos abaixo, aquele que melhor representa o fenômeno ocorrido com a caixa de explosivo no interior do coletivo é: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 53 83. (UERJ/1994/1ªFase) Quando se leva uma esponja de aço à chama de um bico de gás, a velocidade da reação de oxidação é tão grande que incendeia o material. O mesmo não ocorre ao se levar uma lâmina de aço à chama. Nessas experiências, o fator que determina a diferença de velocidades de reação é: a) a pressãob) o catalisador c) o estado físico d) a concentração e) a superfície de contato 84. (UFRGS RS/2020) A reação do relógio de iodo é bastante comum em feiras de ciências e em demonstrações didáticas. Nela, a ocorrência de várias reações que envolvem iodo e compostos, contendo enxofre em diversos estados de oxidação, leva à formação de uma coloração azul súbita, dependente da concentração dos reagentes. Uma possibilidade de realização dessa reação usa persulfato, tiossulfato e iodeto, e, nesse caso, uma das etapas é a reação entre o íon persulfato (S2O82–) e o íon iodeto (I–), cuja velocidade de decomposição do persulfato foi determinada e encontra-se na tabela abaixo. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade inicial x do experimento 4, em mol L–1 s–1, tendo em vista as condições expressas acima. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 54 a) 0,512 b) 2,048 c) 2,560 d) 6,400 e) 8,120 85. (UFRGS RS/2019) Sob determinadas condições, verificou-se que a taxa de produção de oxigênio na reação abaixo é de 8,5 10–5 mol L–1 s–1. N2O5(g) N2O4(g) + 1/2 O2(g) Se a velocidade permanecer constante, ao longo de 5 minutos, a diminuição da concentração de N2O5 será de a) 8,5 mmol L–1. b) 51 mmol L–1. c) 85 mmol L–1. d) 17 mol L–1. e) 51 mol L–1. 86. (UFRGS RS/2019) De acordo com a teoria das colisões, para ocorrer uma reação química em fase gasosa deve haver colisões entre as moléculas reagentes, com energia suficiente e com orientação adequada. Considere as seguintes afirmações a respeito da teoria das colisões. I. O aumento da temperatura aumenta a frequência de colisões e a fração de moléculas com energia suficiente, mas não altera a orientação das moléculas. II. O aumento da concentração aumenta a frequência das colisões. III. Uma energia de ativação elevada representa uma grande fração de moléculas com energia suficiente para a reação ocorrer. Quais estão corretas? ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 55 a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. 87. (UFRGS RS/2018) O ácido hidrazoico HN3 é um ácido volátil e tóxico que reage de modo extremamente explosivo e forma hidrogênio e nitrogênio, de acordo com a reação abaixo. 2 HN3 H2 + 3 N2 Sob determinadas condições, a velocidade de decomposição do HN3 é de 6,0 10–2 mol L–1 min–1. Nas mesmas condições, as velocidades de formação de H2 e de N2 em mol L–1 min–1, são, respectivamente, a) 0,01 e 0,03. b) 0,03 e 0,06. c) 0,03 e 0,09. d) 0,06 e 0,06. e) 0,06 e 0,18. 88. (UFRGS RS/2017) Uma reação genérica em fase aquosa apresenta a cinética descrita abaixo. 3A + B 2C v = k[A]2[B] A velocidade dessa reação foi determinada em dependência das concentrações dos reagentes, conforme os dados relacionados a seguir. Assinale, respectivamente, os valores de x e y que completam a tabela de modo adequado. a) 6,0 x 10–5 e 9,0 x 10–5 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 56 b) 6,0 x 10–5 e 12,0 x 10–5 c) 12,0 x 10–5 e 12,0 x 10–5 d) 12,0 x 10–5 e 24,0 x 10–5 e) 18,0 x 10–5 e 24,0 x 10–5 89. (UFRGS RS/2016) Na reação NO2 (g) + CO (g) CO2 (g) + NO (g) a lei cinética é de segunda ordem em relação ao dióxido de nitrogênio e de ordem zero em relação ao monóxido de carbono. Quando, simultaneamente, dobrar-se a concentração de dióxido de nitrogênio e reduzir-se a concentração de monóxido de carbono pela metade, a velocidade da reação a) será reduzida a um quarto do valor anterior. b) será reduzida à metade do valor anterior. c) não se alterará. d) duplicará. e) aumentará por um fator de 4 vezes. 90. (UFRGS RS/2015) A possibilidade de reação de o composto A se transformar no composto B foi estudada em duas condições diferentes. Os gráficos abaixo mostram a concentração de A, em função do tempo, para os experimentos 1 e 2. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 57 Em relação a esses experimentos, considere as afirmações abaixo. I. No primeiro experimento, não houve reação. II. No segundo experimento, a velocidade da reação diminui em função do tempo. III. No segundo experimento, a reação é de primeira ordem em relação ao composto A. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III. 91. (UFRGS RS/2015) Para a obtenção de um determinado produto, realiza-se uma reação em 2 etapas. O caminho dessa reação é representado no diagrama abaixo. Considere as afirmações abaixo, sobre essa reação. I. A etapa determinante da velocidade da reação é a etapa 2. II. A reação é exotérmica. III. A energia de ativação da etapa 1 é maior que a energia de ativação da etapa 2. Quais estão corretas? ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 58 a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 92. (UFRGS RS/2014) O tempo de meia-vida é definido como o tempo necessário para que a concentração inicial de reagente seja reduzida à metade. Uma reação química do tipo A B tem a concentração do reagente A e a velocidade instantânea de decomposição monitoradas ao longo do tempo, resultando na tabela abaixo. A ordem dessa reação e o tempo de meia vida do reagente A são, respectivamente, a) ordem zero, 5 minutos. b) primeira ordem, 5 minutos. c) primeira ordem, 10 minutos. d) segunda ordem, 5 minutos. e) segunda ordem, 10 minutos. 93. (UFRGS RS/2014) A reação global de oxidação do SO2 é representada por SO2 (g) + ½ O2 SO3 (g). Na presença de NO2, essa reação é processada em duas etapas que ocorrem no mesmo recipiente, conforme representado abaixo. NO2 (g) + SO2 (g) SO3 (g) + NO (g) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 59 NO (g) + ½ O2 (g) NO2 (g) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Em relação à reação global, o NO2 é um ........ e sua concentração ........ com o tempo. a) reagente – diminui b) reagente – não se altera c) catalisador – diminui d) catalisador – não se altera e) produto – aumenta 94. (UFPR/2019) O níquel é empregado na indústria como catalisador de diversas reações, como na reação de reforma do etileno glicol, que produz hidrogênio a ser utilizado como combustível. O processo ocorre num tempo muito menor quando é utilizado 1 g de níquel em uma forma porosa desse material, em comparação à reação utilizando uma única peça cúbica de 1 g de níquel. Abaixo está esquematizada a equação de reforma do etileno glicol e em seguida uma imagem de microscopia eletrônica de uma amostra de níquel na forma porosa. C2H6O2 + H2O 2CO2 + 5H2 (Fonte da imagem: Zhu, L-J. et alii. An environmentally benign and catalytically efficient non-pyrophoric Ni catalyst for aqueous-phase reforming of ethylene glycol. Green Chem., 2008, 10, 1323-1330. Adaptado.) Nas condições mencionadas, a reação de reforma ocorre num tempo menor quando usado o níquel poroso porque: a) a temperatura local é maior. b) outra via de reação é favorecida. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 60 c) a concentração dos reagentes é maior. d) a área superficial do catalisador é maior. e) a pressão parcial das espécies gasosas é maior. 95. (UFPR/2018) Uma certa espécie química A, quando em solução, reage rapidamente com oxigênio molecular dissolvido e é degradada por ele. A velocidade dessa reação segue a lei da velocidade v = k[A]. O gráfico que representa de forma adequada a relaçãoentre a concentração da espécie A em solução com o decorrer da reação é: a) b) c) d) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 61 e) 96. (UFPR/2016) O Nobel da Paz de 2013 foi entregue à Organização para a Proibição das Armas Químicas, o que reforçou a preocupação mundial quanto à erradicação desse tipo de armamento. O VX é um agente químico altamente tóxico, classificado como arma de destruição em massa. A eliminação desse agente é realizada via degradação, que pode ocorrer por três caminhos, tal como ilustrado ao lado. No entanto, o composto “5” também pode atuar como arma química, por ser muito mais tóxico que os outros produtos da degradação. Fonte: SMITH, B.M. Catalytic methods for the destruction of chemical warfare a gents under ambient conditions. In: Chemical Society Reviews, v. 37, p.470-478, 2008. Adaptado. O quadro abaixo mostra as condições para detoxificação do agente VX e respectivos resultados pelos diferentes métodos. Com base nas informações fornecidas, qual método de detoxificação é mais eficiente? ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 62 a) Método 1. b) Método 2. c) Método 3. d) Método 4. e) Método 5. 97. (UFPR/2015) A reação de hidrólise da acetilcolina, esquematizada abaixo, é fundamental na transmissão de impulsos nervosos nos seres vivos. A reação é promovida pela enzima acetilcolinesterase (AChE). Considere as seguintes afirmativas sobre o papel de AChE nessa reação: 1. AChE é catalisador da reação. 2. AChE aumenta a energia de ativação da reação. 3. AChE promove caminhos reacionais alternativos. 4. AChE inibe a formação de intermediários. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. 98. (UFPR/2013) Com o desenvolvimento da nanotecnologia, a busca de novos materiais e a pesquisa dos materiais já conhecidos, porém com partículas na escala nanométrica, se tornaram alvos de interesse mundial. A diminuição na escala de tamanho das partículas provoca alterações nas propriedades dos materiais. Por exemplo, a redução em uma ordem de grandeza no diâmetro das partículas (de 100 nm para 10 nm) de ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 63 um catalisador metálico provocará alterações no processo promovido. Considerando que o catalisador metálico em questão promove a conversão de um reagente A num produto B, avalie as seguintes afirmativas: 1. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o processo de conversão poderá ocorrer em uma temperatura inferior. 2. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, a constante cinética da conversão de A em B será maior. 3. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, uma menor quantidade de massa de catalisador será necessária para que a conversão de A em B ocorra no mesmo intervalo de tempo. 4. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o sistema alcançará o equilíbrio num menor intervalo de tempo. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 99. (UFPR/2005) Sobre o diagrama abaixo, referente à reação A + B → C + D, considere as afirmativas a seguir: I. O processo é exotérmico. II. Na reação, ΔH = -250 kJ. III. A energia de ativação vale +120 kJ. Assinale a alternativa correta. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 64 a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa I é verdadeira. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. Já Caiu Na FUVEST 100. (FUVEST SP/2020/1ªFase) Numa determinada condição experimental e com o catalisador adequado, ocorre uma reação, conforme representada no gráfico, que relaciona porcentagem do composto pelo tempo de reação. Uma representação adequada para esse processo é: a) limoneno p-cimeno -terpineno b) limoneno -terpineno c) limoneno + p-cimeno -terpineno d) limoneno p-cimeno e) limoneno + - terpineno p-cimeno 101. (FUVEST SP/2019/1ªFase) Um antiácido comercial em pastilhas possui, em sua composição, entre outras substâncias, bicarbonato de sódio, carbonato de sódio e ácido cítrico. Ao ser colocada em água, a pastilha dissolve-se ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 65 completamente e libera gás carbônico, o que causa a efervescência. Para entender a influência de alguns fatores sobre a velocidade de dissolução da pastilha, adicionou-se uma pastilha a cada um dos quatro recipientes descritos na tabela, medindo-se o tempo até a sua dissolução completa. Para todos os experimentos, foi usada água mineral da mesma marca. Considere a água com gás como tendo gás carbônico dissolvido. Com base nessas informações, é correto afirmar que a) o uso da água com gás, ao invés da sem gás, diminuiu a velocidade de dissolução da pastilha em cerca de 50%, uma vez que, como já possui gás carbônico, há o deslocamento do equilíbrio para a formação dos reagentes. b) o uso da água com gás, ao invés da sem gás, aumentou a velocidade de dissolução da pastilha em cerca de 33%, uma vez que o gás carbônico acidifica a água, aumentando a velocidade de consumo do carbonato de sódio. c) nem a mudança de temperatura nem a adição de gás carbônico na solução afetaram a velocidade da reação, uma vez que o sistema não se encontra em equilíbrio. d) o aumento da temperatura da água, de 4 ºC para 25 ºC, levou a um aumento na velocidade da reação, uma vez que aumentou a frequência e a energia de colisão entre as moléculas envolvidas na reação. e) o aumento da temperatura da água, de 4 ºC para 25 ºC, levou a um aumento na velocidade da reação, uma vez que facilita a liberação de gás carbônico da solução, deslocando o equilíbrio para a formação dos reagentes. 102. (FUVEST SP/2016/1ªFase) Sabe-se que os metais ferro (Feº), magnésio (Mgº) e estanho (Snº) reagem com soluções de ácidos minerais, liberando gás hidrogênio e formando íons divalentes em solução. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 66 Foram feitos três experimentos em que três amostras metálicas de mesma massa reagiram, separada e completamente, com uma solução aquosa de ácido clorídrico de concentração 0,1 mol/L. Os resultados obtidos foram: Colocando-se os valores de V1, V2 e V3 em ordem decrescente, obtém-se a) V2 > V3 > V1 b) V3 > V1 > V2 c) V1 > V3 > V2 d) V2 > V1 > V3 e) V1 > V2 > V3 Note e adote: Massa molar (g/mol): Mg ...... 24 Fe ....... 56 Sn ....... 119 103. (FUVEST SP/2013/1ªFase) Quando certos metais são colocados em contato com soluções ácidas, pode haver formação de gás hidrogênio. Abaixo, segue uma tabela elaborada por uma estudante de Química, contendo resultados de experimentos que ela realizou em diferentes condições. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 67 Após realizar esses experimentos, a estudante fez três afirmações: I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na presença de Cu. II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o aumento da velocidade de liberação do gás H2. III. Os resultadosdos experimentos 1 e 3 mostram que, quanto maior o quociente superfície de contato/massa total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação. Com os dados contidos na tabela, a estudante somente poderia concluir o que se afirma em a) I. b) II. c) I e II. d) I e III. e) II e III. 104. (FUVEST SP/2011/1ªFase) Ao abastecer um automóvel com gasolina, é possível sentir o odor do combustível a certa distância da bomba. Isso significa que, no ar, existem moléculas dos componentes da gasolina, que são percebidas pelo olfato. Mesmo havendo, no ar, moléculas de combustível e de oxigênio, não há combustão nesse caso. Três explicações diferentes foram propostas para isso: I. As moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio estão em equilíbrio químico e, por isso, não reagem. II. À temperatura ambiente, as moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio não têm energia suficiente para iniciar a combustão. III. As moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio encontram-se tão separadas que não há colisão entre elas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 68 Dentre as explicações, está correto apenas o que se propõe em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 105. (FUVEST SP/2010/1ªFase) Um estudante desejava estudar, experimentalmente, o efeito da temperatura sobre a velocidade de uma transformação química. Essa transformação pode ser representada por: Após uma série de quatro experimentos, o estudante representou os dados obtidos em uma tabela: Que modificação deveria ser feita no procedimento para obter resultados experimentais mais adequados ao objetivo proposto? a) Manter as amostras à mesma temperatura em todos os experimentos. b) Manter iguais os tempos necessários para completar as transformações. c) Usar a mesma massa de catalisador em todos os experimentos. d) Aumentar a concentração dos reagentes A e B. e) Diminuir a concentração do reagente B. 106. (FUVEST SP/2008/1ªFase) Para a transformação representada por , ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 69 a velocidade da reação, em função da pressão de hidrogênio , para duas diferentes pressões de óxido nítrico (PNO), à temperatura de 826 ºC, está indicada no seguinte gráfico: Examinando o gráfico, pode-se concluir que as ordens da reação, em relação ao óxido nítrico e em relação ao hidrogênio, são, respectivamente, a) 1 e 1 b) 1 e 2 c) 2 e 1 d) 2 e 2 e) 3 e 1 Gabarito Sem Comentários 1. C 2. B 3. C 4. D 5. B 6. D 7. B 8. E 9. C 10. D 11. A 12. D 13. B 14. D 15. D 16. A 17. E 18. A ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 70 19. C 20. B 21. B 22. C 23. E 24. D 25. B 26. E 27. A 28. D 29. B 30. E 31. C 32. E 33. C 34. B 35. C 36. C 37. C 38. A 39. E 40. C 41. C 42. D 43. C 44. D 45. E 46. B 47. E 48. E 49. B 50. A 51. A 52. A 53. B 54. A 55. D 56. B 57. C 58. B 59. D 60. E 61. C 62. E 63. E 64. A 65. B 66. C 67. C 68. D 69. D 70. B 71. C 72. D 73. D 74. B 75. C 76. B 77. A 78. A 79. B 80. C 81. D 82. B 83. E 84. C 85. B 86. D 87. C 88. D 89. E 90. A 91. D 92. C 93. D 94. D 95. E 96. C 97. E 98. C 99. A 100. E 101. D 102. D 103. D 104. B 105. C 106. C Questões Resolvidas e Comentadas 1. (ACAFE SC/2018/Julho) Considere a cinética da reação química genérica a seguir. 3A + 1B 2C + 3D ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 71 Dados: log 11,6 = 1,06; log 3,4 = 0,53 Assinale a alternativa correta que contém a ordem global dessa reação química genérica. a) 1 b) 4 c) 2 d) 3 Comentários: A velocidade de reação será descrita por: Em que [X] expressa a concentração do elemento X e a ordem global será dada por a+b. Para a resolução do problema, vamos utilizar que: Da primeira e segunda linha, obtemos que: Da segunda e terceira linha, mesmo sem realizar as contas, verificamos que a velocidade de reação não se altera quando variamos a concentração de B, de forma que b=0. Finalmente, temos que a+b=2+0=2. Gabarito: C 2. (ACAFE SC/2016/Janeiro) O etanal pode ser usado em fábricas de espelhos na redução de sais de prata que fixados no vidro permitem a reflexão da imagem. A velocidade inicial de decomposição de etanal foi medida em diferentes concentrações, conforme mostrado a seguir. CH3CHO(g) CH4(g) + CO(g) Baseado nas informações fornecidas e nos conceitos químicos analise as afirmações a seguir. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 72 I. A reação química abordada é de primeira ordem. II. A decomposição do etanal produz uma substância apolar e outra polar. III. O etanal possui a função química aldeído. IV. Sob condições apropriadas a oxidação do etanal produz ácido acético. Assinale a alternativa correta. a) Todas as afirmações estão corretas. b) Apenas II, III e IV estão corretas. c) Apenas I e II estão corretas. d) Apenas a afirmação III está correta. Comentários: I) Falso: a velocidade de reação será descrito por: Em que a ordem de reação será dado por “a”. Utilizando a relação: Da segunda e terceira coluna, obtemos que: De forma que a reação será de segunda ordem. II) Verdadeiro: o metano CH4(g) é uma substância apolar, visto que todos os ligantes são iguais e possui geometria molecular tetraédrica, enquanto CO(g) é polar, visto que temos uma geometria molecular linear com elementos de eletronegatividade diferente. III) Verdadeiro: o etanal é descrito por: Em que se verifica o grupo funcional aldeído devido à carbonila à direita. IV) Verdadeiro: por oxidações sucessivas, podemos obter aldeído a partir de álcool e ácido acético a partir de aldeído. Desta forma, em condições apropriadas, podemos obter ácido acético a partir do etanal. Gabarito: B ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 73 3. (ACAFE SC/2016/Julho) Baseado nos conceitos sobre cinética das reações químicas, analise as afirmações a seguir. I. Catálise heterogênea pode ser caracterizada quando existe uma superfície de contato visível entre os reagentes e o catalisador. II. A energia de ativação (Ea) varia com a concentração dos reagentes. III. A constante de velocidade (k) pode variar com a temperatura. IV. A energia de ativação (Ea) varia com a temperatura do sistema. Todas as afirmações corretas estão em: a) I - II - IV b) I - III - IV c) I - III d) II - III Comentários: I) Verdadeiro: a catálise heterogênea é caracterizada pelo fato do catalisador se encontrar em um estado físico distinto dos reagentes e produtos; desta forma, a superfície de contato entre o reagente e o catalisador é visível. II) Falso: a concentração dos reagentes influencia na velocidade de reação, porém a energia de ativação permanece inalterada. III) Verdadeiro: a constante de velocidade varia somente com a temperatura, de forma que a afirmativa está correta. IV) Falso: a temperatura influencia no valor da constante de velocidade, porém não altera o valor da energia de ativação. Gabarito: C 4. (ACAFE SC/2014/Janeiro) Considere a reação de decomposição do pentóxido de dinitrogênio: 2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) Considerando que a velocidade de desaparecimento do pentóxido de dinitrogênio seja de 6·10–3 mol·L- 1·s-1. assinale a alternativa que apresenta o valor correto para a velocidade de aparecimento NO2 expressa em mol·L–.s–. a) 18×10–3 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA74 b) 24×10–3 c) 6×10–3 d) 12×10–3 Comentários: Observe que para cada 1 mol de N2O5 consumido são produzidos 2 mol de NO2, de forma que a velocidade de aparecimento de NO2 será o dobro da velocidade de desaparecimento de N2O5 ,ou seja, 12×10–3 Gabarito: D 5. (ACAFE SC/2014/Julho) Sob condições apropriadas, a decomposição térmica da vitamina C a 175ºC apresentou as seguintes características: cinética de primeira ordem e constante de velocidade de 0,020 min–1. Qual o tempo necessário para que 500mg dessa vitamina seja reduzida a 50mg, a175oC? Dados: Equação de velocidade de primeira ordem X0 = quantidade inicial; X = quantidade final; k = constante de velocidade; t = tempo. a) 150 minutos b) 115 minutos c) 2500 minutos d) 10 minutos Comentários: Fazendo X=50, X0=500 e k=0,02 na equação, obtemos que: Gabarito: B 6. (ACAFE SC/2012/Janeiro) Os motores do ciclo Otto geram na sua exaustão a queima incompleta da gasolina nos automóveis, produzindo gases tóxicos como monóxido de carbono e vapores de hidrocarbonetos. Impurezas presentes provocam liberação de gases monóxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio. Dispositivos antipoluição, ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 75 denominados conversores catalíticos, são instalados no cano de escape dos automóveis e são constituídos de um suporte na forma de colmeia, com minúsculos canais cuja superfície total equivale a quatro campos de futebol. Em seu revestimento há óxido de alumínio, onde são fixadas finas camadas de uma liga metálica de paládio e ródio. Em relação às informações acima é correto afirmar, exceto: a) Moléculas de óxido de alumínio possuem massa molar maior que moléculas de dióxido de nitrogênio. b) Nesses sistemas a conversão de gases nocivos em gases não tóxicos ocorre por meio de catálise heterogênea. c) Conversores catalíticos atuam diminuindo a energia de ativação das reações envolvidas. d) A estrutura em forma de colmeia não interfere na taxa de desenvolvimento das reações químicas. Comentários: Analisando as afirmativas, temos: a) Correta. As moléculas de óxido de alumínio 𝐴𝑙2𝑂3 tem massa molar igual a 𝑀𝑀𝐴𝑙2𝑂3 = 2 ⋅ 27 + 3 ⋅ 16 = 102 𝑔/𝑚𝑜𝑙 e as moléculas de dióxido de nitrogênio 𝑁𝑂2 tem massa molar 𝑀𝑀𝑁𝑂2 = 1 ⋅ 14 + 2 ⋅ 16 = 46 𝑔/𝑚𝑜𝑙, assim, as moléculas de óxido de alumínio possuem massa molar maior que as de dióxido de nitrogênio. b) Correta. Os gases são catalisados por substâncias no estado sólido, sendo, assim, uma catálise heterogênea. c) Correta. Os conversores catalíticos mudam o mecanismo das reações, fazendo com que a energia de ativação das reações diminua e elas ocorram mais rapidamente. d) Incorreta. A estrutura em forma de colmeia faz com que a superfície de contato entre os reagentes e os catalisadores, aumentando a velocidade das reações. Gabarito: D 7. (ACAFE SC/2010) O composto pentóxido de nitrogênio decompõe-se segundo a equação devidamente balanceada a seguir: 2 N2O5(g) 4 NO2(g) + O2(g) O gráfico a seguir representa a variação da concentração em mol L-1 do N2O5 em determinado intervalo de tempo em min: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 76 Dados: De acordo com essas informações, assinale a alternativa correta. a) A velocidade média de formação do NO2 no intervalo de tempo indicado é 0,6mol/L min. b) O valor da velocidade média do N2O5 no intervalo de tempo indicado é 0,01mol/L min-1. c) O valor da velocidade média da reação é 0,04 mol/L min-1. d) O valor da concentração do O2 após 40 minutos de reação é 0,4 mol L-1. Comentários: Analisando as alternativas, temos: a) Incorreta. A variação da concentração de 𝑁𝑂2 é de 0,8 mol em 40 minutos, assim, a velocidade média de formação do 𝑁𝑂2 é de: 𝑉𝑚 = 0,8 40 = 0,02 𝑚𝑜𝑙 𝐿 ⋅ 𝑚𝑖𝑛 b) Correta. A variação de concentração do 𝑁2𝑂5 é de 0,6 − 0,2 = 0,4 𝑚𝑜𝑙 𝐿 em 40 minutos, assim, a velocidade média do 𝑁2𝑂5 é de: 𝑉𝑚 = 0,4 40 = 0,01 𝑚𝑜𝑙 𝐿 ⋅ 𝑚𝑖𝑛 c) Incorreta. O valor da velocidade média da reação é igual à velocidade média de um dos componentes da reação dividido pelo seu coeficiente. Utilizando as velocidades médias obtidas nos itens anteriores, temos: 𝑉𝑚𝑟 = 𝑉𝑚𝑁𝑂2 4 = 𝑉𝑚𝑁2𝑂5 2 = 0,005 𝑚𝑜𝑙 𝐿 ⋅ 𝑚𝑖𝑛 d) Incorreta. Observando os dados do gráfico, vemos que a concentração final do 𝑂2 é de 0,2 𝑚𝑜𝑙 𝐿−1 Gabarito: B ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 77 8. (ACAFE SC/2002/Julho) O conhecimento da velocidade das reações químicas é de extrema importância para a produção industrial de uma série de produtos. Analise as afirmações a seguir. I. A velocidade de uma reação química geralmente cresce com o aumento da temperatura. II. A velocidade de uma reação química sempre independe da concentração dos reagentes. III. A velocidade de uma reação química depende da orientação apropriada das moléculas na hora do choque. IV. Para os sólidos, quanto maior a superfície de contacto, menor será a velocidade da reação química. Assinale a alternativa que indica somente as afirmações corretas. a) II - III b) I - IV c) II - IV d) I - II e) I - III Comentários: Analisando as afirmativas: I. Correta. A velocidade de uma reação aumenta com a temperatura, pois a energia cinética das moléculas aumenta e, assim, o número de choques efetivos também. II. Incorreta. A velocidade de uma reação química pode depender ou não da concentração dos reagentes. III. Correta. Dentre as variáveis que influenciam na velocidade das reações, temos: a energia cinética das moléculas durante a colisão, a orientação apropriada das moléculas na hora do choque e a frequência de colisões. IV. Incorreta. Quanto maior a superfície de contato, maior a frequência de choques e, portanto, maior a velocidade da reação. Gabarito: E 9. (Fac. Israelita de C. da Saúde Albert Einstein SP/2018) Para que uma reação química aconteça, as moléculas dos reagentes devem colidir com geometria favorável e devem possuir energia suficiente. Se essas duas condições forem atingidas ocorrerá a formação do complexo ativado, o qual corresponde a um estado de transição. Existem vários fatores que influenciam na rapidez das reações, por exemplo, a superfície de contato e a temperatura. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 78 O gráfico mostra a variação da energia cinética das moléculas em baixa e alta temperatura. Sobre a influência do aumento da temperatura para a formação do complexo ativado e na rapidez das reações químicas foram feitas as afirmações abaixo I. Com o aumento da temperatura, um maior número de moléculas irá possuir energia suficiente para atingir o estado de ativação. II. O aumento da temperatura aumenta o número de colisões entre as moléculas dos reagentes e, consequentemente, aumentam os choques não eficazes e os eficazes. III. Para que ocorra a formação do complexo ativado, as moléculas dos reagentes devem possuir uma quantidade de energia no mínimo igual à energia de ativação e, portanto, o aumento de temperatura favorece a formação do complexo ativado. IV. A formação do complexo ativado ocorre apenas em reações endotérmicas. As afirmativas corretas são: a) Apenas I. b) I e II. c) I, II, e III. d) Todas. Comentários: Analisando as afirmativas, temos: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 79 I. Correta. A temperatura maior indica uma maior energia cinética média das moléculas e, portanto, indica uma maior quantidade de moléculas com energia suficiente para que a reação ocorra. II. Correta. O aumento da temperatura faz com que a energia cinética médiadas moléculas aumente e, portanto, aumente o número de colisões. III. Correta. A formação do complexo ativado depende da colisão entre as moléculas e da energia das moléculas durante a colisão. Assim, o aumento na temperatura favorece a formação do complexo ativado. IV. Incorreta. A formação do complexo ativado ocorre em reações endotérmicas e exotérmicas. Gabarito: C 10. (FAMECA SP/2014) Você ingere cerca de 100g de lipídios por dia, a maior parte na forma de triacilgliceróis. Eles passam praticamente inalterados pela boca e estômago. Sua presença no estômago, porém, diminui a velocidade com que ele se esvazia, fazendo com que você se sinta saciado. O principal sítio de digestão de lipídios é o intestino delgado, que contém uma lipase pancreática. A reação que representa a ação da lipase é indicada na equação: (David A. Ucko. Química para ciências da saúde, 1992. Adaptado.) Na equação, a lipase refere-se a ________ que tem a função de ________ a energia de ativação, ________ a velocidade de reação. As lacunas são, correta e respectivamente, preenchidas por a) uma enzima – aumentar – diminuindo. b) um glicídio – diminuir – aumentando. c) uma enzima – aumentar – aumentando. d) uma enzima – diminuir – aumentando. e) um glicídio – aumentar – diminuindo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 80 Comentários: A lipase (observe a terminação -ase) atua como um catalisador biológico, ou seja, é uma enzima, que tem a função de diminuir a energia de ativação e, portanto, aumentar a velocidade da reação. Gabarito: D 11. (FAMERP SP/2019) Os gráficos apresentam dados cinéticos de uma mesma reação realizada sob duas condições diferentes. Na comparação entre as duas condições, verifica-se que: a) na condição 2, há uma diminuição da energia de ativação. b) na condição 2, há menor liberação de energia. c) na condição 2, a reação ocorre na presença de um catalisador. d) na condição 1, a reação é mais rápida. e) na condição 1, a energia do complexo ativado é maior. Comentários: Analisando as alternativas, temos: a) Correta. A energia de ativação 𝑥2 = 30 𝑘𝐽 da segunda condição é menor que a energia de ativação 𝑥1 = 40 𝑘𝐽 da primeira condição. b) Incorreta. A liberação de energia da segunda condição pode ser obtida observando-se a diferença de entalpia entre os produtos e os reagentes e será igual a 𝐸2 = −50 − 10 = −60 𝑘𝐽, sendo o sinal negativo um indicador que a energia foi liberada. Podemos obter a energia liberada na ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 81 primeira condição, de forma análoga, temos 𝐸1 = −50 − 0 = −50 𝑘𝐽. Assim, a energia liberada na segunda condição foi maior. c) Incorreta. Mesmo que a reação tenha ocorrido com uma energia de ativação menor, não se pode dizer com certeza se houve a presença de um catalisador na reação, outras variáveis, como a temperatura, podem ter sido mudadas(observe que a energia liberada nas duas reações foi diferente). d) Incorreta. Como a energia de ativação da primeira condição é maior, a reação é mais lenta. e) Incorreta. A partir da análise do gráfico, percebe-se que a energia do complexo ativado é a mesma nas duas condições, 𝐸 = +40𝑘𝐽. Gabarito: A 12. (FATEC SP/2014/Janeiro) Uma indústria necessita conhecer a mecânica das reações para poder otimizar sua produção. O gráfico representa o mecanismo de uma reação hipotética: A2 + B2 → 2 AB A análise do gráfico permite concluir corretamente que a) temos uma reação endotérmica, pois apresenta ΔH = –10 kJ. b) temos uma reação exotérmica, pois apresenta ΔH = +10 kJ. c) a energia do complexo ativado é 30 kJ. d) a energia de ativação para a reação direta é 30 kJ. e) a energia de ativação para a reação inversa é 40 kJ. Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 82 A diferença de entalpia entre os produtos e reagentes é de 𝛥𝐻 = −10 − (30) = −40 𝑘𝐽, sendo o sinal negativo um indicador que a reação liberou energia, ou seja, que a reação e exotérmica. A energia do complexo ativado pode ser obtida observando-se no gráfico 𝐸 = 60 𝑘𝐽 e a energia de ativação da reação direta pode ser obtida subtraindo-se a energia do complexo ativado da energia dos reagentes 𝐸𝑎 = 60 − 30 = 30 𝑘𝐽. Sendo assim, a única alternativa correta é a de letra D. Gabarito: D 13. (FATEC SP/2014/Julho) A platina é um metal nobre, encontrada livre na natureza na forma de pepitas, e é muito empregada na produção de catalisadores, que são utilizados para a) acelerar a formação de compostos gasosos, somente. b) aumentar a velocidade de reações químicas específicas. c) retardar a produção de compostos indesejáveis, somente. d) controlar o deslocamento de uma reação química específica. e) promover a decomposição sólida de reações químicas, somente. Comentários: Analisando cada alternativa, temos: a) Incorreta. Os catalisadores podem acelerar a formação de compostos de qualquer estado físico. b) Correta. Os catalisadores aumentam a velocidade de reações específicas, a partir da mudança do mecanismo da reação. c) Incorreta. A função dos catalisadores é de aumentar a velocidade das reações. d) Incorreta. A presença de um catalisador não desloca o equilíbrio de uma reação química. e) Incorreta. A atuação dos catalisadores pode ocorrer em vários tipos de reações e em qualquer estado físico. Gabarito: B 14. (FATEC SP/2006) Pode-se detectar a presença de iodetos em águas-mães de salinas, por meio da reação representada pela equação H2O2(aq) + 2H+(aq) + 2I–(aq) → 2H2O2(l) + I2(aq) Os seguintes gráficos, mostrando a velocidade da reação em função da concentração dos reagentes, foram construídos com os dados coletados em vários experimentos: ∙ variando a concentração de H2O2 e mantendo constantes as de H+ e I–; ∙ variando a concentração de H+ e mantendo constantes as de H2O2 e I–; ∙ variando a concentração de I– e mantendo constantes as de H2O2 e H+. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 83 Com base na análise dos gráficos, afirma-se que a velocidade da reação I depende apenas da concentração de H+. II é diretamente proporcional à concentração de H2O2. III independe da concentração de H+. IV é inversamente proporcional à concentração de I–. É correto o que se afirma apenas em: a) I b) III c) IV d) II e III e) II, III e IV Comentários: Analisando as afirmativas, temos: I. Incorreta. A partir do segundo gráfico, pode-se observar que a concentração de 𝐻+ não influencia na velocidade da reação. II. Correta. A partir do primeiro gráfico, observa-se que a velocidade da reação varia de forma diretamente proporcional com a concentração de 𝐻2𝑂2. III. Correta. A partir do segundo gráfico, observa-se que a variação na concentração de 𝐻+ não influencia na velocidade da reação. IV. Incorreta. A partir do terceiro gráfico, observa-se que um aumento na concentração de 𝐼− faz com que a velocidade da reação aumente de forma diretamente proporcional. Gabarito: D 15. (FATEC SP/2003) Em aparelhagem adequada, nas condições ambientes, certa massa de carbonato de cálcio foi colocada para reagir com excesso de ácido clorídrico diluído. Dessa transformação, resultou um gás. O volume de gás liberado foi medido a cada 30 segundos. Os resultados são apresentados a seguir: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 84 Analisando-se esses dados, afirma-se: I. O volume de gás liberado aumentará se após 180 segundos adicionarmos mais ácido. II. O carbonato de cálcio é o reagente limitante dessa transformação, nas condições em que foi realizada. III. O gás liberado nessatransformação é o hidrogênio, H2. IV. Construindo-se um gráfico do volume gasoso liberado em função do tempo, a partir de 3 minutos, a curva obtida apresentará um patamar. Estão corretas as afirmações a) I e II. c) II e III. b) I e III. d) II e IV. e) III e IV. Comentários: Analisando as afirmações, temos: I. Incorreta. Como foi-se misturado carbonato de cálcio com um excesso de ácido clorídrico e após 180 segundos a quantidade de gás não aumentou, significa que todo carbonato de cálcio reagiu. Assim, a adição de ácido não mudará o volume de gás liberado. II. Correta. Como foi dito que o ácido clorídrico foi colocado em excesso, o carbonato de cálcio é o reagente limitante. III. Incorreta. A reação entre carbonato de cálcio e ácido clorídrico formará ácido carbônico e cloreto de cálcio. O ácido carbônico se decomporá em gás carbônico, que será liberado, e água. IV. Correta. Como observado na tabela, após 180 segundos(3 minutos), o volume de gás não aumenta. Assim, no gráfico de volume gasoso liberado, após 3 minutos, a curva ficará constante. Gabarito: D 16. (FATEC SP/2003) Cinco amostras de 300 g de ferro foram utilizadas para fabricar diferentes objetos, que foram levados para diferentes locais. Assinale a alternativa em que a amostra deverá oxidar-se (“enferrujar”) mais rapidamente. a) Limalha de ferro no porto de Santos. b) Limalha de ferro no sertão semiárido. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 85 c) Um martelo numa fazenda próxima a Manaus. d) Um monte de pregos no porto de Santos. e) Um martelo no sertão semiárido. Comentários: Quanto maior a superfície de contato do ferro com o ar, mais rápido o ferro se oxidará, além disso, a umidade desempenha um papel importante na oxidação do ferro. Dessa forma, das situações apresentadas, a que o ferro se oxidará mais rapidamente será na forma de limalha de ferro (grande superfície de contato) no porto de Santos (grande umidade). Gabarito: A 17. (FATEC SP/) Considere a figura que representa a estrutura cristalina do sólido KCl e o gráfico da curva de solubilidade desse mesmo sólido. A decomposição do acetaldeído, a 800 K, segundo a reação: CH3CHO(g) → CH4(g) + CO(g) ,iniciou-se com uma velocidade de 1,8 . 10-6 mol.ℓ-1.s-1. O gráfico que representa a variação de velocidade de decomposição do acetaldeído em função do tempo será: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 86 Comentários: A velocidade da reação da decomposição do acetaldeído será dada, em função da concentração, pela fórmula 𝑣 = 𝑘𝑝𝐶𝐻3𝐶𝐻𝑂. Assim, enquanto a decomposição vai ocorrendo, a pressão parcial do acetaldeído diminuirá e, portanto, a velocidade também diminuirá. A única alternativa que contempla essas observações é a de letra E. Gabarito: E 18. (FCM MG/2019) Este gráfico representa, na linha superior, a variação na pressão do ácido fórmico gasoso em função do tempo, em sua decomposição a 567 ºC, numa reação de 1ª ordem. Na linha inferior, a decomposição na presença do óxido de zinco sólido. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 87 (BROWN, LeMay, BURSTEN. Química Central, 9ª.Edição. PEARSON, SP, 2005, pag. 519. Adaptado.) Analisando o gráfico e considerando a temperatura constante, assinale a afirmativa FALSA. a) A reação é bem mais rápida na presença do óxido de zinco, sendo um exemplo de catálise homogênea. b) O número de mols, no final, será cerca de 5,8 10–3, sendo o volume de 500 mL na câmara de reação. c) A reação se completa quando a pressão deve ser de 0,80 atm, supondo um comportamento ideal. d) O tempo de meia vida da reação corresponde, aproximadamente, a 600 segundos. Comentários: A reação do enunciada é descrita pela equação: De forma que para cada 1 mol de ácido fórmico consumido temos a produção de 2 mols de produto. Desta forma, como temos 0,4 atm de ácido fórmico inicialmente, teremos 0,8 atm de pressão parcial devido aos produtos desta reação. Utilizando a lei dos gases ideais com V=0,5L, obtemos que: Além disso, obtemos do gráfico que a pressão de 0,2 atm, equivalente à metade da pressão inicial, ocorre para t=600s, conforme indicado abaixo: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 88 Analisando as afirmativas, temos: a) Incorreta. A reação é mais rápida na presença de óxido de zinco, mas a catálise é heterogênea, pois o óxido de zinco é sólido e o ácido fórmico é gasoso. b) Correta: conforme os cálculos realizados acima, verificamos que a afirmativa é verdadeira. c) Correta: como temos 1 reagente a uma pressão parcial de 0,4 atm se decompondo em 2 produtos, teremos uma pressão final de 0,8 atm. d) Correta: conforme o gráfico, a pressão do ácido fórmico cai para metade após 600s. Gabarito: A 19. (FCM MG/2016) Estes gráficos ilustram a variação das concentrações, em mol.L–1, de dois dos três componentes de uma reação química num mesmo intervalo (I) de tempo. A equação química que melhor poderia representar esse fenômeno seria: a) S + O2 SO2. b) H2 + Cl2 2HCl. c) N2 + 3H2 2NH3. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 89 d) 2NaN3 2Na + 3N2. Comentários: O primeiro gráfico refere-se a um reagente, visto que sua concentração diminui com o tempo; o segundo gráfico refere-se a um produto, visto que sua concentração aumenta. Além disso, veja que para cada 3 mols do reagente que são consumidos, 2 mols do produto são formados; desta forma, verifica-se que o coeficiente estequiométrico do reagente e do produto devem estar na razão 3:2. A única alternativa que corresponde a tal condição é a de letra C. Gabarito: C 20. (FCM MG/2014) Considere uma reação química hipotética, que ocorre em fase gasosa, entre os reagentes A e B para formar os produtos C e D. No início foram misturados, em um recipiente de 1,0 litro, 6,0 mols de A com 6,0 mols de B. Após a reação se completar, com B sendo o reagente limitante, foram formados 4,0 mols de C , 2,0 mols de D, sobrando 4,0 mols de A. A equação balanceada para a reação hipotética descrita seria a) A + B → C + D. b) A + 3B → 2C + D. c) 2A + 3B → 2C + D. d) 3A + 3B → 2C + D. Comentários: Perceba que foram consumidos 6 mols de B e apenas 2 mols de A, de forma que o coeficiente estequiométrico de A e B tem razão 1:3, ou seja, no lado dos reagentes teremos algo na forma A+3B. Além disso, para cada 6 mols de B, formam-se 4 mols de C, de forma que a razão entre seus coeficientes será 3:2 e para cada 6 mols de B, formam-se 2 mols de D, de forma que a razão entre seus coeficientes será 3:1. Com base nos dados acima, a equação que melhor descreve a reação será A + 3B → 2C + D. Gabarito: B 21. (FCM MG/2014) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 90 Muitas vezes se usa a reação do alumínio com solução ácida para se produzir gás no enchimento de balões, o que não se deve fazer pelo fato de o gás formado ser inflamável. Massas iguais de duas amostras de alumínio, uma pulverizada e outra em pedaços, foram colocadas em dois frascos contendo soluções aquosas de ácido clorídrico de mesma concentração. As reações se completaram produzindo gás hidrogênio. O gráfico ilustra a variação de massa do gás formado com o decorrer do tempo, nas duas reações, realizadas nas mesmas condições. Analisando o gráfico e as informações, NÃO podemos concluir que a) a curva A corresponde a amostra de alumínio em pedaços. b) a curva B corresponde à reação que formou menor quantidade de gás. c) a massa de alumínio utilizada, em cada experimento, foi de 81g. d) a espécie oxidante é o hidrogênio que ganhou 1,0 mol de elétron por grama de gás hidrogênioformado. Comentários: A reação pode ser descrita pela equação: Com base nisto, vamos analisar as alternativas: a) Verdadeiro: observe que a curva A demora mais para atingir o equilíbrio, indicando ser a reação lenta. Sabemos da cinética que as reações ocorrem de maneira mais rápida quando a área de contato do reagente é maior, indicando que a reação lenta é do alumínio em pedaços. b) Falso: observe que as duas curvas finalizam no mesmo patamar, indicando que a quantia final do reagente é a mesma para A e B. c) Verdadeiro: foram formados 9 gramas de hidrogênio, equivalente a 4,5 mol. Desta forma, pela equação acima, foram utilizados 3 mol de alumínio; como a massa molar do alumínio é de 27g/mol, foram utilizados 81g de alumínio. d) Verdadeiro: perceba que a variação do NOX do hidrogênio é de -1, de forma que ele atua como agente oxidante, recebendo 1 mol de elétron por grama de gás hidrogênio. Gabarito: B ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 91 22. (UFJF MG/2006/1ªFase) Considere o diagrama de energia da reação de decomposição do H2O2 representado ao lado: Assinale a alternativa INCORRETA: a) A reação de decomposição do H2O2 é exotérmica. b) A curva “A” apresenta maior energia de ativação que a curva “B”. c) A presença de um catalisador afeta o da reação. d) A curva “B” representa a reação com a presença de um catalisador. e) A letra “Z” representa o da reação de decomposição do H2O2. Comentários: Analisando cada um dos aspectos do gráfico, temos que: A: caminho de reação na ausência de catalisador, caracterizado pela maior energia de ativação. B: caminho de reação na presença de catalisador, caracterizado pela menor energia de ativação Z: variação da entalpia da reação; além disso, como o degrau de energia dos produtos é menor que dos reagentes, temos que a reação é exotérmica. Vamos analisar cada uma das alternativas com base nas informações acima: a) Verdadeiro: como mencionado acima, a reação é exotérmica. b) Verdadeiro: isto é verificável pelo pico de cada uma das curvas; como a da curva A é maior que da curva B, temos uma maior energia de ativação. c) Falso: como é verificável pelo gráfico, ambas as reações possuem a mesma variação de entalpia Z, de forma que a presença do catalisador não afeta tal aspecto na reação. d) Verdadeiro: como este caminho possui menor energia de ativação, temos a presença de um catalisador. e) Verdadeiro: como Z indica a diferença energética entre os reagentes e os produtos, temos por consequência a variação de entalpia da reação. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 92 Gabarito: C 23. (UFJF MG/PISM) Com base nas informações da tabela abaixo, assinale a alternativa que correlaciona CORRETAMENTE os fenômenos do nosso cotidiano com os fatores que podem afetar a velocidade das reações. Fenômenos A. Vela se apaga quando colocada num recipiente fechado. B. Alimentos se estragam mais rápido quando são guardados fora da geladeira. C. Reações nos organismos vivos sofrem ação das enzimas. D. Palha de aço enferruja mais rápido que uma barra de aço. Fatores I. superfície de contato II. concentração III. catalisador IV. temperatura a) A – IV; B – III; C- II; D – I b) A– I; B – II; C – IV; D – III c) A – II; B – III; C – I; D – IV d) A – III; B – I; C – IV; D - II e) A – II; B – IV; C – III; D – I Comentários: Vamos justificar cada uma das relações: A - II: quando colocada em um recipiente fechado, o oxigênio é limitado, de forma que sua concentração diminui com o decorrer do tempo, fazendo cessar a queima da vela. B - IV: a reação que faz os alimentos estragarem é favorecida pelo aumento da temperatura. C - III: as enzimas auxiliam nas reações agindo como catalisadores. D - I: o aço em forma de palha possui muito mais superfície de contato que em forma de barra, de tal forma que a reação de oxidação (formação de ferrugem) é favorecida quando esta encontra-se em forma de palha. Gabarito: E ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 93 24. (ENEM/2020/1ª Aplicação) A nanotecnologia pode ser caracterizada quando os compostos estão na ordem de milionésimos de milímetros, como na utilização de nanomateriais catalíticos nos processos industriais. O uso desses materiais aumenta a eficiência da produção, consome menos energia e gera menores quantidades de resíduos. O sucesso dessa aplicação tecnológica muitas vezes está relacionado ao aumento da velocidade da reação química envolvida. O êxito da aplicação dessa tecnologia é por causa da realização de reações químicas que ocorrem em condições de a) alta pressão. b) alta temperatura. c) excesso de reagentes. d) maior superfície de contato. e) elevada energia de ativação. Comentários: O aumento da velocidade da reação envolvida é devido à maior superfície de contato entre as nano partículas catalíticas com os reagentes, diminuindo a energia de ativação. Gabarito: D 25. (ENEM/2020/1ª Aplicação) A sacarase (ou invertase) é uma enzima que atua no intestino humano hidrolisando o dissacarídeo sacarose nos monossacarídeos glicose e frutose. Em um estudo cinético da reação de hidrólise da sacarose (C12H22O11), foram dissolvidos 171 g de sacarose em 500 mL de água. Observou-se que, a cada 100 minutos de reação, a concentração de sacarose foi reduzida à metade, qualquer que fosse o momento escolhido como tempo inicial. As massas molares dos elementos H, C e O são iguais a 1, 12 e 16 g mol–1, respectivamente. Qual é a concentração de sacarose depois de 400 minutos do início da reação de hidrólise? a) 2,50 10–3 mol L–1 b) 6,25 10–2 mol L–1 c) 1,25 10–1 mol L–1 d) 2,50 10–1 mol L–1 e) 4,27 10–1 mol L–1 Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 94 O primeiro passo para resolver a questão é determinar a massa molar da sacarose: 𝑀𝑀 = (12 · 12) + (22 · 1) + (11 · 16) = 342 𝑔 · 𝑚𝑜𝑙−1 Em seguida, determina-se o número de moles dissolvidos em água: 1 mol − − − − 342 g 𝑋 − − − − 171 g X = 0,5 mol Sabendo-se o número de moles, determina-se a concentração da solução ao dissolver 0,5 mol de sacarose em 500 g de água. [ ] = 𝑛 𝑉 [ ] = 0,5 𝑚𝑜𝑙 (0,5 𝐿) [ ] = 1,0 𝑚𝑜𝑙 · 𝐿−1 Por fim, considera-se o tempo de meia vida da reação para determinação da concentração. 1,0 mol L-1 100 𝑚𝑖𝑛 → 0,5 mol L-1 200 𝑚𝑖𝑛 → 0,25 mol L-1 300 𝑚𝑖𝑛 → 0,125 mol L-1 400 𝑚𝑖𝑛 → 0,0625 mol L-1 Desse modo, a concentração após 400 min foi de 0,0625 mol L-1= 6,25 x 10-2 mol L-1 Gabarito: B 26. (ENEM/2020/1ª Aplicação) A Química Verde é um ramo da química que prega o desenvolvimento de processos eficientes, que transformem a maior parte do reagente em produto, de forma mais rápida e seletiva, que utilizem poucos reagentes, que produzam somente o produto desejado, evitando a formação de coprodutos, e que utilizem solventes não agressivos ao meio ambiente. Assim, as indústrias contornariam problemas relacionados à poluição ambiental e ao desperdício de água e energia. O perfil de um processo que segue todos os princípios desse ramo da química pode ser representado por: a) A + B + C D (a reação ocorre a altas pressões). b) A + B C + D (a reação é fortemente endotérmica). c) A + 3B C (a reação ocorre com uso de solvente orgânico). d) 3A + 2B 2C 3D + 2E (a reação ocorre sob pressão atmosférica). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 95 e) A + B C (a reação ocorre com o uso de um catalisador contendo um metal não tóxico). Comentários: As reações mostradas nas alternativas a, b, c e d não seguem os princípios da química verde pois: a) Errado. A+ B + C → D ocorremem altas pressões, além de utilizar maior número de reagentes; b) Errado. A + B → C + D ocorre com gasto energético, além de formais mais de um produto; c) Errado. A+ 3B → C ocorre utilizando solventes agressivos ao meio ambiente, além de utilizar maior quantidade do reagente B, comparado à reação da letra e. d) Errado. 3A + 2B → 2C → 3D + 2E ocorre em mais de uma etapa, com formação de produtos intermediários; e) Certo. A+1/2 B → C ocorre com a presença de um catalisador não tóxico, em apenas uma etapa, utilizando menor número de reagentes e quantidades menores. Gabarito: E 27. (ENEM/2020/2ª Aplicação) Os esgotos domésticos são, em geral, fontes do íon tripolifosfato ( , de massa molar igual a 253 g mol–1), um possível constituinte dos detergentes. Esse íon reage com a água, como mostra a equação a seguir, e produz o íon fosfato ( , de massa molar igual a 95 g mol–1), um contaminante que pode causar a morte de um corpo hídrico. Em um lago de 8 000 m3, todo o fósforo presente é proveniente da liberação de esgoto que contém 0,085 mg L–1 de íon tripolifosfato, numa taxa de 16 m3 por dia. De acordo com a legislação brasileira, a concentração máxima de fosfato permitido para água de consumo humano é de 0,030 mg L–1. (aq) + 2 H2O (l) 3 (aq) + 4 H+ (aq) O número de dias necessário para que o lago alcance a concentração máxima de fósforo (na forma de íon fosfato) permitida para o consumo humano está mais próximo de a) 158. b) 177. c) 444. d) 1 258. e) 1 596. Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 96 A concentração máxima de fosfato que o lago pode ter é de 0,03 mg (ou 0,03 x 10⁻³ g) em 1 L. Como o lago que recebe o esgoto possui 8000 m³ (ou 8 x 10⁶ L), então, a máxima quantidade de fosfato no lago é de: O íon fosfato é reagido a partir do tripolifosfato (253 g/mol), ou seja, 1 mol de tripolifosfato forma 3 mols de fosfato (95 g/mol), então, os 240 g de fosfato são produzidos por uma massa de tripolifosfato igual a: Por dia, a taxa de íon tripolifosfato é de 16 m³ (ou 16 x 10³ L) a uma concentração de 0,085 mg (ou 0,085 x 10⁻³ g) em 1 L, logo, a massa, em 1 dia do íon é dada por: Como essa massa é liberada em 1 dia, então, os 213 g de P₃O₁₀⁵⁻ são liberados numa quantidade de dias igual a: Portanto, o valor mais próximo de 157 dias é 158. Gabarito: A 28. (ENEM/2020/2ª Aplicação) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 97 Um cidadão que se mudou de Brasília para Recife, após algum tempo, percebeu que partes de seu carro estavam enferrujando muito rapidamente. Perguntou para seu filho, estudante do ensino médio, a explicação para o fenômeno. O filho pesquisou na internet e descobriu que, por causa da maresia, gotículas de água do mar atingem os objetos de aço (liga de ferro e carbono) e intensificam sua corrosão. Com base nessa informação, o estudante explicou corretamente ao pai o efeito do cloreto de sódio na corrosão. A explicação correta de a maresia acelerar a corrosão do aço é porque a) reduz o ferro. b) oxida o carbono. c) dissolve a pintura do carro. d) torna a água mais condutora. e) diminui a dissolução do oxigênio na água. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. A corrosão é a oxidação de ferro. b) Errada. Como visto, quem oxida é o ferro nesse processo. c) Errada. O papel do sal não guarda relação com a pintura do carro. d) Certa. A reação do ferro com a água e o oxigênio é facilitada pela água do mar devido à presença de sais, que permite a mobilidade dos elétrons, deixando a reação mais rápida. e) Errada. A maresia acelera a corrosão pela presença dos íons, como visto. O oxigênio presente na água salgada é suficiente para promover tal processo de corrosão. Gabarito: D 29. (ENEM/2020/2ª Aplicação) A fritura de alimentos é um processo térmico que ocorre a temperaturas altas, aproximadamente a 170 ºC. Nessa condição, alimentos ricos em carboidratos e proteínas sofrem uma rápida desidratação em sua superfície, tornando-a crocante. Uma pessoa quer fritar todas as unidades de frango empanado congelado de uma caixa. Para tanto, ela adiciona todo o conteúdo de uma vez em uma panela com óleo vegetal a 170 ºC, cujo volume é suficiente para cobrir todas as unidades. Mas, para sua frustração, ao final do processo elas se mostram encharcadas de óleo e sem crocância. As unidades ficaram fora da aparência desejada em razão da a) evaporação parcial do óleo. b) diminuição da temperatura do óleo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 98 c) desidratação excessiva das unidades. d) barreira térmica causada pelo empanamento. e) ausência de proteínas e carboidratos nas unidades. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. A adição do frango empanado congelado diminui a temperatura do óleo por conta do equilíbrio térmico, logo, não há evaporação deste. b) Certa. O óleo diminui sua temperatura porque foi colocado todo conteúdo de frango congelado de uma vez, logo, diminuiu a capacidade do óleo de fritar adequadamente o frango. c) Errada. As unidades não foram desidratadas suficientemente. d) Errada. Essa barreira térmica seria vencida se a temperatura do óleo não fosse reduzida. e) Errada. O frango possui proteínas e carboidratos e esses componentes não guardam relação com o fenômeno que ocorreu. Gabarito: B 30. (ENEM/2019/1ª Aplicação) O odor que permanece nas mãos após o contato com alho pode ser eliminado pela utilização de um “sabonete de aço inoxidável”, constituído de aço inox (74%), cromo e níquel. A principal vantagem desse “sabonete” é que ele não se desgasta com o uso. Considere que a principal substância responsável pelo odor de alho é a alicina (estrutura I) e que, para que o odor seja eliminado, ela seja transformada na estrutura II. Na conversão de I em II, o “sabonete” atuará como um a) ácido. b) redutor. c) eletrólito. d) tensoativo. e) catalisador. Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 99 Segundo o texto, o “sabonete de aço inoxidável” não sofre desgaste com o tempo, portanto, não pode ser participante da reação. O aço não é consumido e nem formado na reação. A única alternativa que pode ser vinculada a sua capacidade de transformar uma substância sem promover o consumo de uma substância é sua eficiência como catalisador. Assim, conclui-se que o aço é o catalisador, ou seja, apenas facilita a reação de conversão da estrutura I para a estrutura II. Gabarito: E 31. (ENEM/2018/1ª Aplicação) O sulfeto de mercúrio(II) foi usado como pigmento vermelho para pinturas de quadros e murais. Esse pigmento, conhecido como vermilion, escurece com o passar dos anos, fenômeno cuja origem é alvo de pesquisas. Aventou-se a hipótese de que o vermilion seja decomposto sob a ação da luz, produzindo uma fina camada de mercúrio metálico na superfície. Essa reação seria catalisada por íon cloreto presente na umidade do ar. WOGAN, T. Mercury’s Dark Influence on Art. Disponível em: www.chemistryworld.com. Acesso em: 26 abr. 2018 (adaptado) Segundo a hipótese proposta, o íon cloreto atua na decomposição fotoquímica vermilion a) reagindo como agente oxidante. b) deslocando o equilíbrio químico. c) diminuindo a energia de ativação. d) precipitando cloreto de mercúrio. e) absorvendo a energia da luz visível. Comentários: Segundo o texto, o íon cloreto catalisa a reação de conversão do sulfeto de mercúrio II para mercúrio metálico. O catalisador é uma substância química que diminui a energia de ativação e acelera a reação química sem ocorrer seu consumo ou formação ao final da reação química. Gabarito: C 32. (ENEM/2017/1ª Aplicação)Quando se abre uma garrafa de vinho, recomenda-se que seu consumo não demande muito tempo. À medida que os dias ou semanas se passam, o vinho pode se tornar azedo, pois o etanol presente sofre oxidação e se transforma em ácido acético Para conservar as propriedades originais do vinho, depois de aberto, é recomendável ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 100 a) colocar a garrafa ao abrigo de luz e umidade. b) aquecer a garrafa e guardá-la aberta na geladeira. c) verter o vinho para uma garrafa maior e esterilizada. d) fechar a garrafa, envolvê-la em papel alumínio e guardá-la na geladeira. e) transferir o vinho para uma garrafa menor, tampá-la e guardá-la na geladeira. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. A garrafa aberta em contato com a luz (energia) e água facilita a ocorrência da reação de oxidação do vinho. b) Errado. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação. Portanto, o aquecimento aumenta a velocidade da reação de oxidação do álcool. c) Errado. Quanto maior a garrafa, maior a quantidade de ar presente e, assim, maior a quantidade de oxigênio (reagente) que pode reagir com o álcool. d) Errado. A garrafa recoberta com alumínio apresenta o contato com um material de superfície refletora. Essa técnica é utilizada para manter o calor dos objetos. Porém, essa troca de calor não resolve a quantidade de oxigênio presente dentro da garrafa que contribuirá a reação de oxidação. e) Certo. Ao transferir o vinho para uma garrafa menor, existirá, dentro da garrafa, uma quantidade menor de oxigênio e, assim, o desenvolvimento da reação de oxidação será menor. Gabarito: E 33. (ENEM/2015/2ª Aplicação) A remoção de petróleo derramado em ecossistemas marinhos é complexa e muitas vezes envolve a adição de mais sustâncias ao ambiente. Para facilitar o processo de recuperação dessas áreas, pesquisadores têm estudado a bioquímica de bactérias encontradas em locais sujeitos a esse tipo de impacto. Eles verificaram que algumas dessas espécies utilizam as moléculas de hidrocarbonetos como fonte energética, atuando como biorremediadores, removendo o óleo do ambiente. KREPSKY, N.; SILVA SOBRINHO, F.; CRAPEZ, M. A. C. Ciência Hoje, n. 223, jan.-fev. 2006 (adaptado). Para serem eficientes no processo de biorremediação citado, as espécies escolhidas devem possuir a) células flageladas, que capturem as partículas de óleo presentes na água. b) altas taxas de mutação, para se adaptarem ao ambiente impactado pelo óleo. c) enzimas, que catalisem reações de quebra das moléculas constituintes do óleo. d) parede celular espessa, que impossibilite que as bactérias se contaminem com o óleo. e) capacidade de fotossíntese, que possibilite a liberação de oxigênio para a renovação do ambiente poluído. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 101 Comentários: A alternativa correta é a letra C. As bactérias precisam ter condições para promoverem a degradação do óleo e para poderem utilizá-lo como fonte de energia, o que acontece pela atividade de enzimas. As demais alternativas estão incorretas, pois não justificam a atividade biorremediadora das bactérias. Gabarito: C 34. (ENEM/2013/2ª Aplicação) A hematita (α-Fe2O3), além de ser utilizada para obtenção do aço, também é utilizada como um catalisador de processos químicos, como na síntese da amônia, importante matéria-prima da indústria agroquímica. MEDEIROS, M. A. F. Química Nova na Escola, São Paulo, v. 32, n. 3, ago. 2010 (adaptado). O uso da hematita viabiliza economicamente a produção da amônia, porque a) diminui a rapidez da reação. b) diminui a energia de ativação da reação. c) aumenta a variação da entalpia da reação. d) aumenta a quantidade de produtos formados. e) aumenta o tempo do processamento da reação. Comentários: Sabendo que a hematita é utilizada como catalisador para a reação de obtenção da amônia e o catalisador tem o papel de diminuir a energia necessária para ocorrer a reação (energia de ativação, julgam-se os itens: a) Errado. O catalisador acelera a reação química, ou seja, aumenta a rapidez (ou velocidade da reação). b) Certo. O catalisador diminui a energia de ativação de uma reação porque elabora um outro mecanismo para a reação ocorrer e, assim, acelera a conversão da substância inicial para a final. c) Errado. O catalisador não altera os produtos da reação, portanto, o estado energético inicial e final são os mesmos e, assim, a variação de entalpia da reação não muda. d) Errado. O catalisador não altera o rendimento da reação, portanto, não produz mais ou menos produtos do que o processo sem catalisador. e) Errado. O catalisador acelera a reação e diminui o tempo do processamento da reação. Gabarito: B 35. (ENEM/2010/2ª Aplicação) Alguns fatores podem alterar a rapidez das reações químicas. A seguir destacam-se três exemplos no contexto da preparação e da conservação de alimentos: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 102 1. A maioria dos produtos alimentícios se conserva por muito mais tempo quando submetidos à refrigeração. Esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de certos alimentos. 2. Um procedimento muito comum utilizado em práticas de culinária é o corte dos alimentos para acelerar o seu cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão. 3. Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas. Com base no texto, quais são os fatores que influenciam a rapidez das transformações químicas relacionadas aos exemplos 1, 2 e 3, respectivamente? a) Temperatura, superfície de contato e concentração. b) Concentração, superfície de contato e catalisadores. c) Temperatura, superfície de contado e catalisadores. d) Superfície de contato, temperatura e concentração. e) Temperatura, concentração e catalisadores. Comentários: Analisando as opções 1,2 e 3, tem-se: Item Fator Explicação 1. A maioria dos produtos alimentícios se conserva por muito mais tempo quando submetidos à refrigeração. Esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de certos alimentos. Temperatura Quanto maior a temperatura de uma reação química, maior a sua velocidade, porque maior a quantidade de choques efetivos entre os reagentes. 2. Um procedimento muito comum utilizado em práticas de culinária é o corte dos alimentos para acelerar o seu cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão. Superfície de contato Quanto maior a superfície de contato dos reagentes, maior a probabilidade de choques efetivos entre os reagentes e, assim, maior a velocidade da reação. 3. Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas. Catalisador O uso do catalisador diminui a energia de ativação da reação e, assim, acelera a reação química. Gabarito: C 36. (ENEM/2002) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 103 O milho verde recém-colhido tem um sabor adocicado. Já o milho verde comprado na feira, um ou dois dias depois de colhido, não é mais tão doce, pois cerca de 50% dos carboidratos responsáveis pelo sabor adocicado são convertidos em amido nas primeiras 24 horas. Para preservar o sabor do milho verde pode-se usar o seguinte procedimento em três etapas: 1º descascar e mergulhar as espigas em água fervente por alguns minutos; 2º resfriá-las em água corrente; 3º conservá-las na geladeira. A preservação do sabor original do milho verde pelo procedimento descrito pode ser explicada pelo seguinte argumento: a) O choque térmico converte as proteínas do milhoem amido até a saturação; este ocupa o lugar do amido que seria formado espontaneamente. b) A água fervente e o resfriamento impermeabilizam a casca dos grãos de milho, impedindo a difusão de oxigênio e a oxidação da glicose. c) As enzimas responsáveis pela conversão desses carboidratos em amido são desnaturadas pelo tratamento com água quente. d) Microrganismos que, ao retirarem nutrientes dos grãos, convertem esses carboidratos em amido, são destruídos pelo aquecimento. e) O aquecimento desidrata os grãos de milho, alterando o meio de dissolução onde ocorreria espontaneamente a transformação desses carboidratos em amido. Comentários: A alternativa A está incorreta, pois proteínas não são convertidas em amido pelo choque térmico. A alternativa B está incorreta, pois o que se almeja é a interrupção da conversão de carboidratos simples em amido. A alternativa correta é a letra C. Lembre-se que as enzimas possuem temperatura ótima de atuação. Assim, quando submetidas a temperaturas muito elevadas, desnaturam e não formam amido a partir de carboidratos mais simples, mantendo o sabor adocicado do milho. A alternativa D está incorreta, pois são enzimas específicas que convertem carboidratos em amido. E a alternativa E está incorreta, pois se os grãos forem desidratados, perderão. Gabarito: C 37. (ENEM/1999) A deterioração de um alimento é resultado de transformações químicas que decorrem, na maioria dos casos, da interação do alimento com microrganismos ou, ainda, da interação com o oxigênio do ar, como ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 104 é o caso da rancificação de gorduras. Para conservar por mais tempo um alimento deve-se, portanto, procurar impedir ou retardar ao máximo a ocorrência dessas transformações. Os processos comumente utilizados para conservar alimentos levam em conta os seguintes fatores: I. microrganismos dependem da água líquida para sua sobrevivência. II. microrganismos necessitam de temperaturas adequadas para crescerem e se multiplicarem. A multiplicação de microrganismos, em geral, é mais rápida entre 25ºC e 45ºC, aproximadamente. III. transformações químicas têm maior rapidez quanto maior for a temperatura e a superfície de contato das substâncias que interagem. IV. há substâncias que acrescentadas ao alimento dificultam a sobrevivência ou a multiplicação de microrganismos. V. no ar há microrganismos que encontrando alimento, água líquida e temperaturas adequadas crescem e se multiplicam. Em uma embalagem de leite “longa-vida”, lê-se : “Após aberto é preciso guardá-lo em geladeira” Caso uma pessoa não siga tal instrução, principalmente no verão tropical, o leite se deteriorará rapidamente, devido a razões relacionadas com a) o fator I, apenas. b) o fator II, apenas. c) os fatores II ,III e V, apenas. d) os fatores I,II e III, apenas. e) os fatores I, II ,III , IV e V. Comentários: O fato de colocar o leite na geladeira diminuirá a temperatura desse alimento, fazendo com que o ambiente não seja propício para a multiplicação de microrganismos. Assim, estão relacionadas as afirmações II, III e V. A alternativa correta é a letra C. Gabarito: C 38. (UNESP SP/2019/Conh. Gerais) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 105 Os gráficos mostram o resultado de um experimento de queima de quatro velas de uso comercial, sendo duas do tipo A e duas do tipo B. Tal experimento foi feito para determinar a velocidade de queima das velas A e B em ambientes ventilado e não ventilado. Sendo h0 a altura inicial e v a velocidade de queima de cada vela, os dados obtidos no experimento foram organizados na tabela: (Régis C. Leal et al. Educación Química, vol. 25, nº 2, 2014. Adaptado.) De acordo com a organização dos dados, os títulos faltantes à tabela estão apresentados em a) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 106 b) c) d) e) Comentários: Pelo gráfico as alturas iniciais do tipo B estão em torno de 13cm, assim, Velas do Tipo B preenchem o lado esquerdo da tabela. E as do tipo A, preenchem o lado direito, pois estão em torno do valor de 7,5. Em ambiente ventilado há consumo mais rápido da vela, pois há mais O₂. Assim, as maiores velocidades estão à esquerda de cada uma das colunas B e A. Gabarito: A 39. (UNESP SP/2013/Conh. Gerais) A bioluminescência é o fenômeno de emissão de luz visível por certos organismos vivos, resultante de uma reação química entre uma substância sintetizada pelo próprio organismo (luciferina) e oxigênio molecular, na presença de uma enzima (luciferase). Como resultado dessa reação bioquímica é gerado um produto em um estado eletronicamente excitado (oxiluciferina*). Este produto, por sua vez, desativa- se por meio da emissão de luz visível, formando o produto no estado normal ou fundamental (oxiluciferina). Ao final, a concentração de luciferase permanece constante. Luciferina+O2 Oxiluciferina* Oxiluciferina + hv(450-620 nm) O esquema ilustra o mecanismo geral da reação de bioluminescência de vagalumes, no qual são formados dois produtos diferentes em estados eletronicamente excitados, responsáveis pela emissão de luz na cor verde ou na cor vermelha. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 107 (Etelvino J. H. Bechara e Vadim R. Viviani. Revista virtual de química, 2015. Adaptado.) A partir das informações contidas no texto, é correto afirmar que a enzima luciferase a) aumenta a energia de ativação da reação global de formação da oxiluciferina. b) é um dos produtos da reação. c) é responsável pela emissão de luz. d) é o intermediário da reação, a partir do qual se originam os produtos. e) atua como catalisador, pois interfere na reação sem ser consumida no processo. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Quando uma substância aumenta a energia de ativação de uma reação, ela é classificada como inibidor da reação. Quanto maior a energia de ativação da reação, maior a dificuldade de sua ocorrência. b) Errado. A enzima luciferase é o catalisador da reação, logo, não é consumida e nem formada na reação global. c) Errado. A enzima, que é um catalisador, diminui a energia de ativação da reação. A energia liberada corresponde a diferença das energias entre os produtos e reagentes. d) Errado. O intermediário da reação é um estado de transição, que envolve quebra e formação de ligações, mas o catalisador enzima não é consumida e nem formada no processo. e) Certo. A enzima, que é um catalisador, não é consumida e nem formada na reação, apenas diminui a energia de ativação da reação. Gabarito: E 40. (UNESP SP/Conh. Gerais) Em um laboratório de química, dois estudantes realizam um experimento com o objetivo de determinar a velocidade da reação apresentada a seguir. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 108 MgCO3(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) Sabendo que a reação ocorre em um sistema aberto, o parâmetro do meio reacional que deverá ser considerado para a determinação da velocidade dessa reação é a) a diminuição da concentração de íons Mg2+. b) o teor de umidade no interior do sistema. c) a diminuição da massa total do sistema. d) a variação da concentração de íons Cl–. e) a elevação da pressão do sistema. Comentários: A velocidade de uma reação é determinada pela taxa de consumo ou formação de uma substância. É importante destacar que a reação química apresentada pela questão ocorre em sistema aberto. Sabendo disso, julga-se os itens. a) Errado. A reação converte carbonato de magnésio sólido em íons de magnésio e cloreto dissolvidos em água. A concentração de íons de magnésio aumenta durante a transformação.b) Errado. A reação ocorre em meio aquoso, logo, a umidade mantém-se constante. A quantidade de moléculas de água formada é menosprezível em relação à quantidade de água no sistema. c) Certo. A reação libera gás oxigênio, porque é um sistema aberto. Assim, a alteração da massa do sistema corresponde a taxa de formação do CO2. Se o sistema fosse fechado, a massa do sistema permaneceria constante. d) Errado. A concentração de íons cloreto se mantém constante. O HC é um ácido forte e apresenta-se 100% ionizado. O cloreto de magnésio é representado pelo estado aquoso, ou seja, também se encontra 100% dissociado. Logo, a quantidade de íons cloreto se mantém inalterado. e) Errado. Ocorreria elevação de pressão, devido a liberação de gás carbônico, se o sistema fosse fechado. Como o sistema é aberto, não ocorre aumento de pressão, porque os gases são dispersos no meio. Gabarito: C 41. (UNESP SP/2010/Conh. Gerais) O carbonato de cálcio pode ser encontrado na natureza na forma de rocha sedimentar (calcário) ou como rocha metamórfica (mármore). Ambos encontram importantes aplicações industriais e comerciais. Por exemplo, o mármore é bastante utilizado na construção civil tanto para fins estruturais como ornamentais. Já o calcário é usado como matéria-prima em diversos processos químicos, dentre eles, a produção da cal. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 109 Considerando o papel do mármore na construção civil, é de suma importância conhecer a resistência desse material frente a desgastes provenientes de ataques de ácidos de uso doméstico. Em estudos de reatividade química foram realizados testes sobre a dissolução do mármore (carbonato de cálcio) utilizando ácidos acético e clorídrico. As concentrações e os volumes utilizados dos ácidos em todos os experimentos foram iguais a 6 M e 15 mL, respectivamente, assim como a massa de mármore foi sempre igual a 1 g, variando-se a temperatura de reação e o estado de agregação do mármore, conforme a tabela a seguir: Com relação aos experimentos, pode-se afirmar que a) os experimentos 5 e 6 apresentam a mesma velocidade de dissolução do mármore porque a superfície de contato de um sólido não afeta a velocidade de uma reação química. b) o experimento 1 ocorre mais lentamente que o 2, porque quanto maior for a temperatura, menor será a velocidade de uma reação química. c) o experimento 1 ocorre mais rapidamente que o 4, porque a concentração de íons H+ em 1 é maior que no experimento 4. d) o experimento 4 ocorre mais lentamente que o 5, porque quanto maior for a temperatura, menor será a probabilidade de ocorrer colisões efetivas entre os íons dos reagentes. e) o experimento 3 ocorre mais lentamente que o 6, porque quanto maior for a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de uma reação química. Comentários: Vamos analisar as afirmações. a) No experimento 5, como o mármore está pulverizado, a área de contato entre ele e o ácido acético é bem maior, o que aumenta a velocidade da reação. Afirmação incorreta. b) Quanto maior a temperatura, maior a agitação térmica das partículas. Portanto, isso facilita que os reagentes se misturem, aumentando a velocidade de reação. Afirmação incorreta. c) No experimento 1, utiliza-se um ácido mais forte. Isso aumenta a concentração de íons H+. Com o aumento da concentração de um dos reagentes, haverá também aumento na velocidade de reação. Afirmação correta. d) O experimento 4 ocorre a uma temperatura maior. E, como vimos, quanto maior a temperatura do meio reacional, maior será a velocidade da reação. Afirmação incorreta. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 110 e) O experimento 3 é mais rápido que o experimento 4, porque o ácido clorídrico é mais forte, liberando uma concentração maior de íons H+. Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de reação. Afirmação incorreta. Gabarito: C 42. (UNESP SP/2009/Conh. Gerais) O gás cloreto de carbonila, COCl2 (fosgênio), extremamente tóxico, é usado na síntese de muitos compostos orgânicos. Conhecendo os seguintes dados coletados a uma dada temperatura: a expressão da lei de velocidade e o valor da constante k de velocidade para a reação que produz o cloreto de carbonila, , são, respectivamente: a) v = k [CO(g)]1 + [Cl2(g)]2; k = 0,56 L2⋅mol–2⋅s–1 b) v = k [CO(g)]2[Cl2(g)]1; k = 31,3 L2⋅mol–2⋅s–1 c) v = k [Cl2(g)]2; k = 2,25 L2⋅mol–2⋅s–1 d) v = k [CO(g)]1[Cl2(g)]2; k = 18,8 L2⋅mol–2⋅s–1 e) v = k [CO(g)]1[Cl2(g)]1; k = 0,28 L2⋅mol–2⋅s–1 Comentários: Pelos dados experimentais, comparando experimentos 1 e 2, é possível ver que quando dobra-se a concentração do CO, mantendo a concentração de Cl2 constante, a velocidade da reação é dobrada. O que significa que a lei de velocidade é de ordem 1 em relação a este reagente. Comparando-se experimentos de 2 a 3, quando a concentração do Cl2 é dobrada, com a concentração de CO constante, a ordem da velocidade quadruplica. Então, a lei de velocidade é de ordem 2 em relação à concentração desse reagente. A lei de velocidade pode ser expressa por: 𝑉 = 𝑘[𝐶𝑂]¹[𝐶𝑙2]² E para calcular o valor de k, pode-se utilizar os dados da velocidade obtida em função das concentrações dos reagentes: 0,72 = 𝑘(0,24) · (0,40)² ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 111 0,72 = 𝑘 · (0,0384) 0,72 0,0384 = 𝑘 18,8 𝐿2 · 𝑚𝑜𝑙−2 · 𝑠−1 = 𝑘 Gabarito: D 43. (UNESP SP/2009/Conh. Gerais) A China, sede das Olimpíadas de 2008, foi o berço de muitas invenções e descobertas de grande impacto para a humanidade, como o papel, a bússola e a pólvora, entre outras. O uso bélico da pólvora implica a adequação da velocidade de sua queima ao tipo de arma a que se destina. Considerando-se a reação química da queima da pólvora, representada pela equação: 4KNO3(s) + 7C(s) + S(s) → 3CO2(g) + 3CO(g) + 2N2(g) + K2CO3(s) + K2S(s) identifique a alternativa que corresponde à melhor opção para aumentar a velocidade da explosão da pólvora. a) Promover a reação sob atmosfera de N2. b) Utilizar pólvora previamente refrigerada. c) Utilizar pólvora finamente pulverizada. d) Utilizar excesso de carvão. e) Usar uma solução supersaturada de pólvora. Comentários: a) O nitrogênio não tem qualquer relação com a reação de explosão da pólvora, que envolve apenas o nitrato de potássio, carbono e enxofre sólido. O nitrogênio é apenas um produto da reação. Afirmação Incorreta. b) A redução da temperatura diminui a velocidade de reação. Poderia ser feito o oposto: aquecer a pólvora para aumentar a velocidade de reação. Afirmação Incorreta. c) Como a pólvora é composta unicamente por substâncias de estado sólido, não há nenhuma maneira de alterar as concentrações dos reagentes para aumentar a velocidade de reação. Porém, pode-se aumentar a velocidade de reação pulverizando finamente a pólvora, como diz a letra C. d) O aumento da quantidade de carvão não favorecerá o aumento de velocidade da reação, porque é um sólido, e as concentrações dos sólidos são constantes. Afirmação Incorreta. e) A pólvora não é uma solução. É apenas uma mistura no estado sólido. Afirmação Incorreta. Gabarito: C 44. (UNESP SP/2008/Conh. Gerais) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 112 Os catalisadores desempenham importante papel em vários processos químicos. Uma reação genérica entre os reagentes A e B pode ocorrer na ausência ou na presença de um catalisador (cat). Indique a alternativa que melhor representa as reações catalisada e não catalisada. a) b) c) d) e) Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 113 a) INCORRETA. A energia de ativação jamais pode ser negativa,mesmo a reação sendo catalisada. A energia do complexo ativado é sempre superior à energia dos reagentes e dos produtos. b) INCORRETA. O catalisador não afeta a variação de entalpia da reação. c) INCORRETA. O catalisador não afeta a variação de entalpia da reação. d) CORRETA. Um ponto muito importante sobre o catalisador é que ele não altera nem o estado final nem o estado inicial da reação, portanto, não altera a sua variação de entalpia. O efeito do catalisador consiste apenas em modificar os estados intermediários, reduzindo a energia de ativação da reação. Isso é mostrado no gráfico da letra D. e) INCORRETA. O catalisador não afeta nem o estado final nem o estado inicial da reação. Somente os estados intermediários. Gabarito: D 45. (UNESP SP/2008/Conh. Gerais) As figuras representam esquematicamente dois tempos (t) da reação entre os gases H2 e Cl2. Nelas encontram-se representadas pictoricamente as relações entre as quantidades das moléculas de reagentes e produto envolvidas. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor descreve a cinética da reação. a) b) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 114 c) d) e) Comentários: Vamos escrever a reação entre o hidrogênio e cloro. 𝐻2 + 𝐶𝑙2 → 2 𝐻𝐶𝑙 Dessa forma, o gráfico deve observar as seguintes condições: O hidrogênio (H2) e o cloro (Cl2) são consumidos na reação, portanto, suas concentrações decrescem; O cloreto de hidrogênio (HCl) é formado na reação, portanto, suas concentrações aumentam; O decrescimento das concentrações do H2 e Cl2 e o crescimento na concentração de cloreto de hidrogênio (HCl) deve seguir a proporção 1:1:2. Essas características podem ser observadas na letra E. Vamos analisar os erros das outras afirmações. a) Observe que a proporção inicial nas moléculas de H2 e Cl2 é de 8:3, como mostrado nas figuras, e não 6:3 como mostrado nesse gráfico. b) A proporção inicial entre as moléculas de H2 e Cl2 mostrada no gráfico é de 9,5:3 e está incorreta. c) A proporção inicial no gráfico é de 9:5. Também está incorreta. d) Nessa reação, são consumidos 4 mols de H2 para 2 mols de Cl2, o que está em desacordo com a proporção estequiométrica. Gabarito: E ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 115 46. (UNESP SP/2006/Conh. Gerais) A reação química global ocorre em duas etapas: 1ª etapa: 2ª etapa: Na tabela são apresentados alguns valores experimentais dessa reação. Com base nos dados, a expressão da lei de velocidade para a reação global é dada por a) b) c) d) e) Comentários: Quando a concentração de Cl2 se mantém constante e a concentração de NO duplica, a velocidade da reação duplica, logo, a ordem da reação em relação ao reagente NO é 1. Quando a concentração de NO se mantém constante (experimentos 1 e 3) e a concentração de Cl2 duplica, a velocidade da reação se mantém constante, logo, a ordem da reação em relação ao reagente Cl2 é 0. Assim, a lei da velocidade da reação é: v = k·[NO]1·[Cl2]0 Gabarito: B 47. (UNESP SP/2005/Conh. Gerais) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 116 Quando cozinhamos os alimentos, o aquecimento acelera os processos que degradam as membranas celulares e as biomoléculas, por exemplo, as proteínas. O efeito da temperatura na velocidade da reação química foi identificado por Svante Arrhenius no final do século XIX pela equação: ln k = ln A - (Ea /RT) Da equação acima, é correto afirmar que: a) o parâmetro A é a constante de velocidade da reação. b) k é o fator pré-exponencial e depende do valor da temperatura. c) k e A são fator pré-exponencial e energia de ativação, respectivamente. d) k e Ea independem da reação que está sendo estudada. e) A e Ea são basicamente independentes da temperatura. Comentários: a) Incorreta. A constante de velocidade da reação é o próprio k, de modo que o parâmetro A é conhecido como frequência ou fator pré-exponencial. b) Incorreta. Como já explicado no comentário do item (a), k é a constante de velocidade da reação. c) Incorreta. Como já explicado anteriormente, k é a constante de velocidade da reação e A o fator pré- exponencial. d) Incorreta. Cada reação possui sua constante característica e uma Energia de Ativação (Ea) própria. e) Correta. São constantes características de cada reação que dependem nada ou quase nada da temperatura em que a reação ocorre. Gabarito: E 48. (UNESP SP/2004/Conh. Gerais) Para a reação genérica: A + 2B → 4C, com as concentrações de A e B iguais a 1,7 mol/L e 3,0 mol/L, respectivamente, obtiveram-se em laboratório os dados mostrados na tabela. [C] (mol/L) 0,0 0,6 0,9 1,0 1,1 Tempo (h) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 Com base na tabela, a velocidade média de consumo do reagente A no intervalo de 2,0 h a 4,0 h, expresso em mol L–1 h–1, será igual a: a) 0,250. b) 0,150. c) 0,075. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 117 d) 0,050. e) 0,025. Comentários: Note que, segundo a tabela, o aumento da quantidade de matéria de C por litro, entre 2h e 4h foi de ∆[𝐶]2ℎ→4ℎ = 1,1 - 0,9 = 0,2 mol/L. Neste processo, a substância A foi consumida, de modo que podemos calcular sua variação de concentração utilizando o raciocínio abaixo: A + 2B → 4C 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐴 − − − − 4 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶 ∆[𝐴]2ℎ→4ℎ −−−− 0,2 𝑚𝑜𝑙/𝐿 𝑑𝑒 𝐶 ∆[𝐴]2ℎ→4ℎ = 0,05 𝑚𝑜𝑙/𝐿 Por fim, a velocidade de consumo de A será dada por: 𝑣𝐴 = ∆[𝐴]2ℎ→4ℎ ∆𝑡 = 0,05 𝑚𝑜𝑙/𝐿 4ℎ − 2ℎ 𝑣𝐴 = 0,025 𝑚𝑜𝑙. 𝐿 −1ℎ−1 Gabarito: E 49. (UNESP SP/2004/Conh. Gerais) Comparando duas panelas, simultaneamente sobre dois queimadores iguais de um mesmo fogão, observa-se que a pressão dos gases sobre a água fervente na panela de pressão fechada é maior que aquela sobre a água fervente numa panela aberta. Nessa situação, e se elas contêm exatamente as mesmas quantidades de todos os ingredientes, podemos afirmar que, comparando com o que ocorre na panela aberta, o tempo de cozimento na panela de pressão fechada será a) menor, pois a temperatura de ebulição será menor. b) menor, pois a temperatura de ebulição será maior. c) menor, pois a temperatura de ebulição não varia com a pressão. d) igual, pois a temperatura de ebulição independe da pressão. e) maior, pois a pressão será maior. Comentários: a) Incorreta. A temperatura de ebulição da água aumentará na panela de pressão. b) Correta. O diagrama de fases da água nos mostra que um aumento na pressão provoca um aumento na temperatura de ebulição, de modo que a água alcança temperaturas superiores a 100°C sem ebulir, cozinhando o alimento mais rapidamente. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 118 c) Incorreta. A temperatura de ebulição varia com a pressão, bem como mostra o diagrama de fases da água. d) Incorreta, de acordo com os comentários anteriores. e) Incorreta. O cozimento mais veloz não se dá diretamente pelo aumento da pressão, e sim da temperatura alcançada pela água. Gabarito: B 50. (UNESP SP/2004/Conh. Gerais) Nas embalagens dos alimentos perecíveis, é comum encontrar a recomendação: “manter sob refrigeração”. A carne vermelha, por exemplo, mantém-se própria para o consumo por poucas horas sob temperatura ambiente (temperatura próxima de 25 °C), por poucos dias quando armazenada numa geladeira doméstica (temperatura próxima de 5 °C) e por cerca de doze meses quando armazenada num freezer (temperatura abaixo de –15 °C). Dos gráficos apresentados a seguir, o que melhor representa a variação da velocidade das reações químicas responsáveis pela decomposição da carne, em função da temperatura de armazenamento,no intervalo entre –15 °C e 25 °C, é: Comentários: Observe que, pelo que foi dito no enunciado, a medida que aumentamos a temperatura em que se encontra a carne, menos tempo ela se mantém própria para consumo, ou seja, mais rapidamente ela se decompõe. Deste modo, a velocidade das reações de decomposição neste processo aumenta junto com a temperatura. Por isso, o gráfico que melhor expressa isto deve ser estritamente crescente entre -15°C e 25°C. O único gráfico que satisfaz esta condição é o do item (a). Gabarito: A ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 119 51. (UNESP SP/2004/Conh. Gerais) A queima de um combustível como a gasolina, ou seja, sua reação com o oxigênio, é bastante exotérmica e, do ponto de vista termodinâmico, é espontânea. Entretanto, essa reação inicia-se somente com a concorrência de um estímulo externo, como, por exemplo, uma faísca elétrica. Dizemos que o papel deste estímulo é a) fornecer a energia de ativação necessária para a reação ocorrer. b) deslocar o equilíbrio no sentido de formação de produtos. c) aumentar a velocidade da reação direta e diminuir a velocidade da reação inversa. d) favorecer a reação no sentido da formação de reagentes. e) remover o nitrogênio do ar, liberando o oxigênio para reagir. Comentários: a) Correta. Mesmo sendo uma reação espontânea do ponto de vista da termodinâmica, a cinética da reação também deve ser considerada, de modo que a reação só ocorre após a energia de ativação ser fornecida ao sistema. b) Incorreta. Não há nem sequer equilíbrio químico numa reação de combustão, dado que se trata de uma reação irreversível. c) Incorreta. Bem como comentado na letra (b), se a reação é irreversível, não há reação inversa. d) Incorreta. Se não há equilíbrio químico, então não há porquê falar em favorecimento de nenhum dos sentidos. e) Incorreta. Não há reação alguma de remoção do N2(g) na liberação da faísca, apenas energia na forma de calor. Gabarito: A 52. (UNICAMP SP/2021) “Hospital Municipal de Juruti (PA) recebe mais de 70 cilindros de oxigênio para tratar pacientes com Covid- 19” (site G1, 01/06/2020). A oxigenoterapia é indicada para todos os pacientes graves, inicialmente variando de 5 a 10 L de O2/min. Para uma vazão constante e máxima na faixa considerada, o cilindro de cada paciente deverá, necessariamente, ser trocado após aproximadamente a) 17 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 50 L e a pressão 1 atm. b) 33 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 50 L e a pressão 0 atm. c) 33 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 0 L e a pressão 0 atm. d) 17 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 0 L e a pressão 1 atm. Dados: volume interno do cilindro = 50 L; volume aproximado do gás a 1 atm de pressão em cada cilindro = 10 m3; pressão inicial no cilindro = ~200 atm. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 120 Comentários: Inicialmente, a uma pressão de 200 atm, há 10.000 L de gás (10m3) dentro do cilindro. À medida que o gás vai saindo do cilindro, a pressão interna vai reduzindo. E quando a pressão interna for igual a 1 atm (= pressão externa), o volume de gás dentro do cilindro será igual ao próprio volume do cilindro =50 L. Esse gás não sairá do cilindro, visto que a pressão interna é igual à pressão externa. Logo, dos 10.000L iniciais, 9950 L serão usados ( a uma vazão 5 a 10L/min). Admitindo a vazão máxima (pedida no enunciado), calculemos o tempo necessário para esvaziar o cilindro. 1 min − − − − 10L x − − − − 9950 L x = 995 minutos. Transformando em horas (basta dividir por 60) = 16, 58 horas (atenção: não são 16 horas e 58 minutos) = 16horas e 35 minutos. Gabarito: A 53. (UNICAMP SP/2021) Um estudo recente avaliou como determinados plásticos se degradam na água do mar quando expostos à luz ultravioleta. Os plásticos estudados foram: NPG (plásticos diversos do Giro do Pacífico Norte), EPS (poliestireno expandido), PP (polipropileno) e PE (polietileno). Considerando que somente 2% do plástico despejado no mar está à deriva, esse estudo tentou descobrir para onde vão os microplásticos no ambiente marinho. Um dos resultados do estudo é mostrado nos gráficos abaixo. Nesses gráficos, observam-se as produções de carbono orgânico dissolvido (DOC) por grama de carbono na amostra de plástico utilizado. O DOC foi identificado como o maior subproduto da fotodegradação de plásticos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 121 (Adaptado de L. Zhu e outros. Journal of Hazardous Materials 383, 2020, 121065.) Os resultados mostram que a) para os quatro plásticos, a velocidade de degradação aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do PP. b) para três plásticos, a velocidade de degradação aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do EPS. c) para apenas um plástico, a velocidade de degradação não aumenta com o tempo de exposição; após 50 dias, a maior degradação foi a do PP. d) duas velocidades de degradação aumentam com o tempo e duas permanecem constantes; após 50 dias, a maior degradação foi a do EPS. Comentários: A velocidade de degradação pode ser medida pela inclinação das curvas correspondentes aos gráficos de DOC em função do tempo. Com base nisso, vamos analisar os itens. a) Note que a curva do NPG é uma linha reta, portanto, apresenta inclinação constante. Logo, a velocidade de degradação desse plástico é constante. Portanto, a afirmação está incorreta. b) A velocidade de degradação do NPG é constante, porém, para os demais plásticos, de fato, a velocidade é crescente, tanto é que as suas curvas de degradação se tornam cada vez mais inclinadas para cima. Para saber qual plástico teve a maior degradação após 50 dias, vamos olhar as curvas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 122 Notemos que o EPS produziu um pouco mais de 50 mg DOC por grama de carbono, enquanto o PP produziu 20 mg DOC e o PE produziu menos de 3 mg de DOC. Dessa forma, o EPS foi o plástico que mais se degradou. Logo, a afirmação está correta. c) De fato, somente a velocidade de desintegração do NPG que não aumenta com o tempo. Porém, o EPS é o que tem a maior degradação. Afirmação incorreta. d) Não são duas, mas sim três velocidades de degradação que aumentam com o tempo. Afirmação incorreta. Gabarito: B 54. (UNICAMP SP/2020) Um dos pilares da nanotecnologia é o fato de as propriedades dos materiais dependerem do seu tamanho e da sua morfologia. Exemplo: a maior parte do H2 produzido industrialmente advém da reação de reforma de hidrocarbonetos: CH4(g) + H2O(g) 3H2(g) + CO(g). Uma forma de promover a descontaminação do hidrogênio é reagir o CO com largo excesso de água: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g); = –41,6 kJ mol–1. A figura abaixo mostra resultados da velocidade (em unidade arbitrária, ua) dessa conversão em função da temperatura, empregando-se um nanocatalisador com duas diferentes morfologias. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 123 Considerando essas informações, é correto afirmar que, com essa tecnologia, a descontaminação do hidrogênio por CO é mais eficiente na presença do catalisador em forma de a) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica. b) nanobastão, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica. c) nanocubo, poisa transformação do CO ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica. d) nanocubo, pois a transformação do CO ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica. Comentários: Um catalisador eficiente é aquele que apresenta maior velocidade de reação e menor temperatura de ação. Assim, o nanobastão é o melhor catalisador. A reação de formação do CO2 e H2 apresenta variação de entalpia negativa, portanto é exotérmica. Gabarito: A 55. (UNICAMP SP/2019) De tempos em tempos, o mundo se choca com notícias sobre o uso de armas químicas em conflitos. O sarin é um composto organofosforado líquido, insípido, incolor e inodoro, altamente volátil, que se transforma em gás quando exposto ao ar, sendo um dos principais alvos dessas notícias. Em 1955, um projeto confidencial do exército americano estudou a eficiência de hipoclorito na eliminação de sarin em ambientes contaminados. A tabela a seguir mostra alguns resultados obtidos nesse estudo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 124 Sendo t1/2 o tempo para a concentração do sarin cair à metade, de acordo com a tabela a reação é mais rápida em a) maiores concentrações de hipoclorito, mas não há elementos suficientes para analisar a influência da acidez do meio reacional. b) menores concentrações de hipoclorito, mas não há elementos suficientes para analisar a influência da acidez do meio reacional. c) meios mais ácidos, mas não há elementos suficientes para analisar a influência da concentração do hipoclorito. d) meios menos ácidos, mas não há elementos suficientes para analisar a influência da concentração do hipoclorito. Comentários: A maior taxa de consumo de hipoclorito ocorre com pH 6, que 11 minutos foram suficientes para reduzir à metade da concentração inicial. Porém, não é possível observar uma proporção direta entre pH e concentração. Porque, ao aumentar o pH, a concentração de hipoclorito não apresenta um comportamento uniforme. A taxa de consumo dessa substância oscila. Gabarito: D 56. (UNICAMP SP/2019) Em um estudo científico, uma fina camada de um novo filtro protetor solar foi exposta previamente à radiação UVA e UVB durante diferentes intervalos de tempo, testando-se em seguida a sua eficiência em barrar essa mesma radiação. A figura a seguir mostra apenas dois dos resultados obtidos no experimento, sendo uma das curvas referente a uma exposição por 10 minutos e, a outra, a uma exposição de 30 minutos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 125 De acordo com essa figura, na faixa de 300 a 320 nm, ao triplicar o tempo de exposição prévia, o protetor apresentou uma eficiência a) menor, e a curva A diz respeito aos 30 minutos de exposição prévia. b) menor, e a curva A diz respeito aos 10 minutos de exposição prévia. c) menor, e a curva B diz respeito aos 10 minutos de exposição prévia. d) maior, e a curva B diz respeito aos 30 minutos de exposição prévia. Comentários: A eficiência de um protetor solar diminui com o tempo, sabendo disso, observa-se que a curva que apresenta menor eficiência é a curva B. Portanto, a curva B representa o experimento com 30 minutos de exposição. [Você está estranhando essa resolução? Achando que deve ter mais dados ou interpretações? Pois é, mas não. Essa questão exigia que o candidato conseguisse interpretar o gráfico a partir de uma noção prévia: a ação do filtro solar decai com o tempo. Questão estranha? Também achei.] Gabarito: B 57. (UNICAMP SP/2019) Recentemente, o FDA aprovou nos EUA a primeira terapia para o tratamento da fenilcetonúria, doença que pode ser identificada pelo teste do pezinho. Resumidamente, a doença leva ao acúmulo de fenilalanina no corpo, já que ela deixa de ser transformada em tirosina, em função da deficiência da enzima fenilalanina hidroxilase (PAH). As curvas do gráfico a seguir podem representar o processo metabólico da conversão de fenilalanina em tirosina em dois indivíduos: um normal e outro que apresenta a fenilcetonúria. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 126 Considerando o gráfico e as características da doença, é correto afirmar que o eixo y corresponde à concentração de a) tirosina e a curva 1 pode ser correlacionada a um indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. b) fenilalanina e a curva 1 pode ser correlacionada a um indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. c) tirosina e a curva 2 pode ser correlacionada a um indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. d) fenilalanina e a curva 2 pode ser correlacionada a um indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. Comentários: Essa questão exige uma interpretação minuciosa. Informações importantes retiradas do texto: - A fenilalanina é convertida em tirosina, normalmente. - A doença é provocada pelo acúmulo de fenilalanina. - O gráfico representa curvas de conversão da fenilalanina em tirosina. Sabendo das informações acima, sabe-se que a conversão natural da fenilalanina produz a tirosina. A curva 1 apresenta maior taxa de concentração produzida de tirosina que a curva 2. Portanto, a curva 2 representa o indivíduo que apresenta a fenilcetonúria. Gabarito: C 58. (UNICAMP SP/2019) Pesquisas mostram que a curcumina — substância extraída da cúrcuma — pode ser usada como fotossensibilizador na terapia fotodinâmica (TFD). Nessa técnica, se houver absorção de luz pelo fotossensibilizador, que está na célula, ocorre reação com o oxigênio molecular gerando espécies químicas citotóxicas, que promovem a oxidação de lipídios, aminoácidos e proteínas, levando à morte celular. Deste modo, a TFD pode ser usada para o tratamento de câncer, lesões pré-malignas, etc. O gráfico a seguir mostra a intensidade de absorção de luz pela curcumina e a intensidade de emissão de luz de dois LEDs, um vermelho e um branco, em função do comprimento de onda da luz. (Adaptado de http://cepof.ifsc.usp.br/pesquisa/terapia-fotodinamica. Acessado em 15/07/2018.) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 127 Levando em conta o gráfico e os princípios da TFD apresentados no enunciado, para o uso de curcumina na TFD, a) somente o LED vermelho seria adequado. b) somente o LED branco seria adequado. c) os dois LEDs seriam adequados. d) nenhum dos LEDs seria adequado. Comentários: A questão exige interpretação de gráfico e de informações do texto. Segundo o texto, a curcumina é um fotossensibilizador, que pode ser usado no tratamento de câncer, lesões pré-malignas, etc. Além da curcumina, pode ser utilizado um LED, desde que esse absorva os comprimentos de onda semelhantes as da curcumina. O LED que apresenta um espectro de absorção semelhante, em partes, ao da curcumina é o LED branco. O LED vermelho apresenta um espectro de absorção com comprimento de onda maior que os necessários, por isso, não deve ser utilizado. Gabarito: B 59. (UNICAMP SP/2018) O livro O Pequeno Príncipe, de Antoine de Saint-Exupéry, uma das obras literárias mais traduzidas no mundo, traz ilustrações inspiradas na experiência do autor como aviador no norte da África. Uma delas, a figura (a), parece representar um chapéu ou um elefante engolido por uma jiboia, dependendo de quem a interpreta. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 128 Para um químico, no entanto, essa figura pode se assemelhar a um diagrama de entalpia, em função da coordenada da reação (figura b). Se a comparação for válida, a variação de entalpia dessa reação seria a) praticamente nula, com a formação de dois produtos. b) altamente exotérmica,com a formação de dois produtos. c) altamente exotérmica, mas nada se poderia afirmar sobre a quantidade de espécies no produto. d) praticamente nula, mas nada se poderia afirmar sobre a quantidade de espécies no produto. Comentários: Observe o gráfico abaixo. Segundo o gráfico, a energia do momento inicial e final são iguais, ou seja, a variação de entalpia (∆H) é, praticamente, nula. Como as substâncias iniciais e finais apresentam a mesma energia é possível desenvolver duas hipóteses acerca dessa transformação: Hipótese 1 – não houve reação química, pois não houve alteração da entalpia das substâncias. Hipótese 2 – a substância formada no final do processo apresenta, aproximadamente, o mesmo nível de energia que a substância inicial. Gabarito: D 60. (UEA AM/2017) Mergulhadores recreacionais respiram ar comprimido (78% de nitrogênio, 21% de oxigênio, 1% de outros gases), contido em um cilindro carregado nas costas. O cilindro comum é feito de alumínio e armazena ar a 3 mil libras por polegada quadrada (psi). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 129 (http://esporte.hsw.uol.com.br. Adaptado.) Moléculas de N2 (g) e O2 (g) estão em constante colisão no interior do cilindro. Entretanto, praticamente não ocorre a reação química N2 (g) + O2 (g) 2NO (g), o que tornaria o ar irrespirável para os mergulhadores. Assinale a alternativa que apresenta uma explicação correta para este fato. a) A energia de ativação da reação é praticamente nula, o que a torna muito lenta, praticamente imperceptível. b) A mistura dos dois gases no cilindro não está na proporção volumétrica da reação, que é de 1 volume de nitrogênio para 1 volume de oxigênio. c) O alumínio que constitui o cilindro reage com o oxigênio, removendo esse reagente e impedindo a reação. d) A alta pressão a que estão submetidos os gases dentro do cilindro diminui a probabilidade de colisões efetivas entre as moléculas. e) A energia cinética das moléculas dentro do cilindro é insuficiente para que as colisões entre elas sejam efetivas. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Se a energia de ativação fosse praticamente nula, a reação ocorreria muito facilmente. Quanto menor a energia de ativação, mais fácil a reação ocorre. b) Errado. A mistura dos dois gases no cilindro em proporção não volumétrica não significa que a reação não ocorre. Caso acontecesse uma reação em proporções não estequiométricas, encontraríamos um dos reagentes em excesso, apenas. A justificativa é que não ocorre a reação, porque a energia fornecida para a reação ocorrer é mais elevada do que foi fornecido dentro do sistema. c) Errado. O alumínio não reage com o oxigênio, caso contrário, o oxigênio não estaria disponível para ser respirado. d) Errado. Quanto maior a pressão, maior o número de colisões entre as partículas. Porém, essas colisões não são efetivas, ou seja, não ocorre reação química porque as colisões não apresentam energia suficiente. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 130 e) Certo. A reação não ocorre porque a energia de ativação da reação é muito elevada para a energia disponível no sistema. Gabarito: E 61. (UEA AM/2016) Os clipes metálicos para papéis recobertos por uma camada de tinta (clipes coloridos) levam mais tempo para enferrujar do que os clipes metálicos comuns. Isso acontece porque a camada de tinta a) atua como catalisador da reação do metal com o ar. b) reflete a luz solar que incide sobre o clipe. c) diminui o número de colisões dos átomos do metal com as moléculas do ar. d) diminui a entalpia da reação do metal com o ar. e) aumenta a superfície de contato dos átomos do metal com as moléculas do ar. Comentários: Julgando os itens, tem-se: a) Errado. Se a tinta fosse o catalisador do processo, a reação ocorreria mais facilmente. Porém, isso não ocorre porque a reação química não é observada na presença da tinta. b) Errado. Toda tinta colorida absorve uma parcela da luz e reflete outra porção da luz. Porém, a energia absorvida ou refletida não é suficiente para promover a reação química com o metal. c) Certo. A tinta reveste a superfície do metal e impede o contato entre os reagentes metal e oxigênio. Sem o contato entre os reagentes, não ocorre reação. d) Errado. A tinta não altera as ligações químicas com o metal, ou seja, a tinta não reage com o metal. A tinta reveste a superfície do metal. e) Errado. Se aumentasse a superfície de contato dos átomos do metal com as moléculas do ar, maior seria a ocorrência da reação. A reação não ocorreu, logo, o número de choques efetivos entre os reagentes é nulo. Gabarito: C 62. (UEA AM/2014) A durabilidade do bacon defumado depende das condições em que é mantido. Considerando igual massa desse produto, é correto afirmar que, entre as condições indicadas nas alternativas, a que permite maior durabilidade é aquela em que o bacon se encontra a) exposto ao ar, na temperatura ambiente, fatiado. b) exposto ao ar, na temperatura ambiente, em peça. c) embalado a vácuo, na temperatura ambiente, em peça. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 131 d) embalado a vácuo, refrigerado, fatiado. e) embalado a vácuo, refrigerado, em peça. Comentários: A degradação do bacon ocorre pelo contato com ar e quanto maior a temperatura, maior a probabilidade de choques efetivos do ar com o bacon. Assim, para diminuir a incidência da reação, sugere-se colocar o bacon em pedaços maiores para diminuir a superfície de contato e colocar em um ambiente de menor temperatura para diminuir a probabilidade de choques efetivos. Gabarito: E 63. (UEA AM/2013) O açaí é considerado um alimento de alto valor calórico, com elevado percentual de lipídeos, e nutricional, pois é rico em proteínas e minerais. Nas áreas de exploração extrativa, o açaí representa a principal base alimentar da população, notadamente dos ribeirinhos da região do estuário do rio Amazonas. O óleo extraído do açaí é composto de ácidos graxos de boa qualidade, com 60% de monoinsaturados e 13% de poli-insaturados. Com relação às proteínas, possui teor superior ao do leite (3,50%) e do ovo (12,49%), enquanto o perfil em aminoácidos é semelhante ao do ovo. Processos de conservação O açaí, quando não submetido a processos de conservação, tem a vida de prateleira muito curta, no máximo 12 horas, mesmo sob refrigeração. A sua alta perecibilidade pode estar associada, principalmente, à elevada carga microbiana presente no fruto, causada por condições inadequadas de colheita, acondicionamento, transporte e processamento. A adoção de boas práticas agrícolas e de fabricação minimizam a probabilidade de contaminação microbiológica dos frutos e do açaí durante o processamento, contribuindo para a conservação do produto. Em adição a essas boas práticas, deve ser realizado um conjunto de etapas de procedimentos visando a obtenção de produto seguro e de qualidade, tais como o branqueamento dos frutos, a pasteurização, o congelamento ou a desidratação do açaí. (http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br. Adaptado.) O processo de desidratação do açaí, transformando-o em açaí em pó, permite conservar por mais tempo o alimento porque a) os micro-organismos volatilizam-se junto com a água vaporizada durante a secagem. b) o pó tem maior superfície de contato com os microorganismos do que o fruto bruto. c) decompõe o fruto em substâncias inoxidáveis por ação do ar e de micro-organismos. d) as transformações químicas que levam à deterioração do fruto ocorrem pelo contato com o ar. e) os micro-organismos que atuam na decomposição do fruto dependem de água líquida para sobreviver. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 132 Comentários: Julgando os itens,tem-se: a) Errado. A água é evaporada durante o processo devido ao aumento da superfície de contato da água com o ar. Os microrganismos são seres não voláteis. b) Errado. O pó tem maior superfície de contato e evapora a água com mais facilidade que o fruto bruto. c) Errado. Não ocorre decomposição do fruto, caso contrário, o açaí fruto e em pó seriam totalmente diferentes. d) Errado. Ambos os materiais, fruto e pó, sofrem deterioração pelo o ar com o tempo. e) Certo. A evaporação de água do pó é maior do que a evaporação da água no fruto. A menor disponibilidade de água no material impede a sobrevivência dos microrganismos, que dependem da água para isso. Gabarito: E 64. (UFU MG/2019/1ªFase) http://www.marco.eng.br/cinetica/trabalhodealunos/CineticaBasica/Figuras/influencia/infl001.gif. Acesso em 12.fev.2019. Os experimentos ilustrados utilizaram, nas três situações, quantidades iguais de massa de carbonato de cálcio e mesma concentração e volumes de ácido sulfúrico. Na seringa, foi coletado o gás carbônico como um dos produtos dessa reação. A partir desses experimentos, deduz-se que, após reação total nos três casos, a) o tempo necessário para se produzir a mesma quantidade de gás carbônico foi maior no experimento I, pois na placa a superfície de contato é menor. b) a quantidade de gás carbônico produzida no experimento II é menor que aquela produzida no experimento III, pois o carbonato estava despedaçado. c) o volume de gás carbônico verificado na seringa no experimento III é menor que o volume do mesmo gás na seringa do experimento I, em função da pulverização do carbonato. d) o efeito do ácido sulfúrico na reação do experimento I é diferente do efeito no experimento II, produzindo uma mistura de gases, além do gás carbônico. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 133 Comentários: A reação é dada por: 𝐶𝑎𝐶𝑂3 + 𝐻2𝑆𝑂4 → 𝐶𝑎𝑆𝑂4 + 𝐻2𝑂 + 𝐶𝑂2 Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Certa. O CaCO3 em placa tem a superfície de contato menor do que em pedaços ou em pó. Sendo assim, a velocidade de I comparado à II e III é menor, logo, o tempo necessário para produção de CO2 (produto da reação) é maior. b) Errada. A quantidade de CO2 produzida é a mesma, porém, como a superfície de contato em III é maior, a velocidade da reação vai ser maior. Com isso, o tempo da reação em III é menor do que em II. c) Errada. Como visto no comentário acima, a produção de CO2 é a mesma, no entanto, essa quantidade vai ser feita em um tempo maior em I do que em III. Uma vez que a superfície de contato em I é menor do que em III. d) Errada. O efeito do ácido sulfúrico é o mesmo, produzindo CO2, água e sulfato de cálcio, o que muda é a velocidade da reação em I, II e III. Gabarito: A 65. (UFU MG/2011/1ªFase) A reação de escurecimento em frutas, vegetais e sucos de frutas é um dos principais problemas na indústria de alimentos. Estima-se que em torno de 50% da perda de frutas tropicais no mundo é devida à enzima polifenol oxidase – PFO, que provoca a oxidação dos compostos fenólicos naturais presentes nos alimentos, causa a formação de pigmentos escuros – frequentemente acompanhados de mudanças indesejáveis na aparência e nas propriedades organolépticas do produto – resultando na diminuição da vida útil e do valor de mercado. Várias maneiras de inibição da polifenol oxidase são conhecidas. Essa inibição é desejável e muitas vezes necessária para evitar o aparecimento de sabor desagradável e toxidez, como também por questões econômicas. Três componentes devem estar presentes para que a reação de escurecimento enzimático ocorra: enzima, substrato e oxigênio. No caso de ausência ou bloqueio da participação de um destes na reação química (seja por agentes redutores, diminuição de temperatura ou abaixamento de pH), a “velocidade” de reação diminui significativamente. O pH ótimo de atuação da PFO está entre 6 e 7, e abaixo de 3 não há nenhuma atividade enzimática.” Adaptado de CARVALHO; LUPETTI; FATIBELLO-FILHO. Química Nova na Escola, n. 22, 2005. A partir da leitura do texto acima e considerando as contribuições da ciência e tecnologia no campo da produção alimentícia, assinale a alternativa correta. a) Ao elevar a temperatura no processamento de sucos de frutas, a indústria está favorecendo o aumento da velocidade de escurecimento, pois a energia de ativação dessa reação também aumenta. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 134 b) A vitamina C (ácido ascórbico) é usada na indústria de sucos de frutas como aditivo alimentar para retardar a reação de escurecimento enzimático, pois o pH dos tecidos vegetais é diminuído. c) Como a enzima polifenol oxidase (PFO) é um dos reagentes da reação de escurecimento em frutas, após o seu consumo nessa reação, o processo de escurecimento é interrompido. d) O armazenamento de frutas, vegetais e sucos de frutas em geladeira é feito somente para evitar seu contato com o oxigênio do ar, retardando a reação de escurecimento. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. Ao se elevar a temperatura, favorece-se a participação de um dos três componentes, logo, há um aumento da velocidade de reação. Sendo assim, alcança-se a energia de ativação mais rápido. b) Certa. O ácido ascórbico diminui o pH dos tecidos vegetais, devido à adição de íons H+, então, há a redução da atividade enzimática, retardando o processo de escurecimento. c) Errada. A enzima é restituída ao final da reação, ou seja, ela não é um dos reagentes, apenas o substrato e o oxigênio. A enzima apenas acelera essa reação e, ao ser consumida, o escurecimento da fruta é retardado. d) Errada. A geladeira reduz a temperatura, diminuindo a velocidade da reação de escurecimento. Gabarito: B 66. (UFU MG/2008/1ªFase) Considere o diagrama de energia a seguir. Ele representa uma reação química que se processa na ausência (I) e na presença (II) de catalisador. Marque a alternativa correta a) A energia de ativação com catalisador é maior do que aquela sem catalisador. b) Quanto menor for a energia de ativação, menor será a velocidade da reação química. c) A entalpia do complexo ativado é alterada na reação com catalisador. Esse processo forma um complexo ativado com energia menor do que aquele formado na reação sem catalisador. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 135 d) A reação é endotérmica, pois o conteúdo energético dos produtos é menor do que o conteúdo energético dos reagentes. Comentários: Analisando alternativa por alternativa, tem-se: a) Errada. Segundo o gráfico, energia de ativação com catalisador tem tamanho menor do que a reação sem ele. b) Errada. Quanto maior a energia de ativação mais demora para atingir o complexo ativado, logo, menor será a velocidade da reação. c) Certa. O catalisador tem justamente essa função, de promover um outro caminho de reação com energia de ativação, ou seja, para atingir o complexo ativado, menor. d) Errada. A reação é exotérmica, pois o conteúdo energético dos produtos é menor do que o conteúdo energético dos reagentes. Sendo assim, tem-se que ∆H < 0. Gabarito: C 67. (UFU MG/2007/1ªFase) Uma reação química de grande importância é a fotossíntese, com a qual, a partir de CO2 e H2O, obtém- se a glicose: Leia o enunciado acima e considere as afirmativas apresentadas a seguir. I. A pressão não influi nesta reação. II. Na ausência de luz a velocidade da reação é quase nula. III. Com o aumento de temperatura maior será a velocidade da reação. IV. A velocidade da reação será maior quando a concentração, em quantidade de matéria de CO2 aumentar. Qual alternativa abaixo apresenta resposta correta? a) Somente I e III. b) Todas estão corretas. c) Somente II, III e IV. d)Somente III. Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 136 Analisando as afirmativas, temos: I. Incorreta. O número de reagentes na fase gasosa é maior que o número de produtos na fase gasosa, assim, pelo princípio de Le Chatelier, a mudança na pressão mudará o equilíbrio da reação. II. Correta. A luz atua como catalisador da reação, sem a presença dela, a velocidade da reação fica bastante reduzida. III. Correta. O aumento da temperatura aumenta a velocidade das reações, por aumentar a energia cinética das moléculas e, consequentemente, a quantidade de choques efetivos entre as moléculas. IV. Correta. O aumento na concentração de dióxido de carbono aumentará a probabilidade de ocorrerem choques efetivos e, portanto, aumentará a velocidade da reação. Assim, a alternativa correta é a de letra C. Gabarito: C 68. (UFU MG/2006/1ªFase) O papel de um catalisador em um equilíbrio químico é a) aumentar a energia da reação, gerando uma quantidade maior de produto em um menor tempo de reação. b) alterar o valor da constante de equilíbrio, favorecendo a reação química. c) inverter os produtos pelos reagentes, modificando a velocidade da reação química. d) diminuir o intervalo de tempo necessário para o estabelecimento do equilíbrio da reação química. Comentários: Analisando as alternativas, temos: a) Incorreta. A presença do catalisador não altera a energia da reação, apenas ocorre a diminuição da energia de ativação da reação. b) Incorreta. A presença do catalisador não altera o equilíbrio da reação, apenas a velocidade dela. c) Incorreta. A velocidade da reação é modificada, no entanto, não há inversão dos produtos pelos reagentes. d) Correta. Como a velocidade da reação é aumentada, o intervalo de tempo necessário para o estabelecimento do equilíbrio químico diminui. Gabarito: D 69. (UFU MG/2005/1ªFase) Acredita-se que a decomposição do peróxido de hidrogênio, na presença de íons iodeto, acontece pelo seguinte mecanismo: H2O2 (aq) + I- (aq) → H2O (l) + IO- (aq) e ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 137 H2O2 (aq) + IO- (aq) → H2O (l) + O2 (g) + I- (aq) Na proposta de mecanismo, I- (aq) é a) um produto da reação global. b) um reagente da reação global. c) o complexo ativado do mecanismo. d) um catalisador. Comentários: Observe que o íon I- (aq) participa da reação, mas não é consumido(está presente tanto nos reagentes quanto nos produtos). Nesse caso, o papel do iodeto na reação serve para mudar o mecanismo da reação e fazer com que ela ocorra de forma mais rápida, atuando como catalisador. Gabarito: D 70. (UFU MG/2003/1ªFase) Uma reação química processa-se, conforme o diagrama de energia abaixo. Em relação à essa reação e às energias envolvidas, apresentadas acima, é INCORRETO afirmar que: a) II representa a Energia de Ativação da reação. b) é uma reação endotérmica, sendo I a energia absorvida na reação. c) IV representa o calor liberado na reação. d) III representa a Energia de Ativação para a reação inversa. Comentários: Analisando cada item do diagrama, temos: I. Essa grandeza mostra a diferença entre a energia dos reagentes e produtos. Como a energia dos reagentes é maior, então há uma liberação de energia na reação e a reação é, portanto, exotérmica. II. Essa grandeza corresponde a energia de ativação da reação direta. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 138 III. Essa grandeza corresponde a energia de ativação da reação inversa. IV. Essa grandeza corresponde a diferença entre a energia dos reagentes e produtos(que é exotérmica, pois a energia dos reagentes é maior que a dos produtos), sendo, portanto, o calor liberado na reação. Assim, a única alternativa incorreta é a de letra B. Gabarito: B 71. (UERJ/2019/1ªFase) Na produção industrial dos comercialmente chamados leites “sem lactose”, o leite integral é aquecido a altas temperaturas. Após o resfriamento, adiciona-se ao leite a enzima lactase. Com esse processo, o produto gera menos desconforto aos intolerantes à lactose, que é o carboidrato presente no leite integral. Na fabricação do produto, descrita no texto, aguardar o resfriamento do leite tem a finalidade de evitar o seguinte processo em relação à lactase: a) ativação b) maturação c) desnaturação d) hidrogenação Comentários: No processo de produção do chamado leite “sem lactose”, deve-se adicionar a enzima lactase para que esse açúcar seja digerido antes de ser consumido. Desse modo, é reproduzido o processo de digestão que ocorreria naturalmente no organismo que tem a capacidade de produzir essa enzima. Como a lactase desnatura em temperaturas muito altas, sua adição só deve ser feita após o resfriamento do leite, ou seja, só depois que ele é aquecido durante seu processo de esterilização. Gabarito: C 72. (UERJ/2017/1ªFase) Em um exame clínico, monitorou-se a concentração de um hormônio no sangue de um paciente, das 14 h de um dia às 10 h do dia seguinte. Os resultados do monitoramento, organizados em períodos de quatro horas, estão apresentados no gráfico abaixo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 139 Períodos: I. 14 a 18 h II. 18 a 22 h III. 22 a 02 h IV. 02 a 06 h V. 06 a 10 h A maior taxa de produção do hormônio, em mol·mL–1.h–1, verificada em um dos cinco períodos do exame, corresponde a: a) b) c) d) Comentários: Como, os intervalos de tempo são todos iguais, é necessário escolher o intervalo que possui o maior aumento na concentração do hormônio. Além disso, é possível observar uma redução na concentração desse hormônio nos períodos IV e V e, portanto, não são os intervalos com a maior taxa de produção do hormônio. Dessa forma, analisando a diferença entre as concentrações iniciais e finais para cada período, temos que: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 140 𝐼 → Δ [ ] = 0 𝐼𝐼 → Δ [ ] = 0,63 . 10⁻⁹ 𝑚𝑜𝑙/𝑚𝐿 𝐼𝐼𝐼 → Δ [ ] = 2 .10⁻⁹ 𝑚𝑜𝑙/𝑚𝐿 Com isso, o período III é o com a maior taxa. Portanto: 𝒗 = 𝟓 · 𝟏𝟎−𝟏𝟎𝒎𝒐𝒍 · 𝒎𝑳−𝟏 · 𝒉⁻¹ Sendo assim, a alternativa correta é a letra D. Gabarito: D 73. (UERJ/2016/1ªFase) No preparo de pães e bolos, é comum o emprego de fermentos químicos, que agem liberando gás carbônico, responsável pelo crescimento da massa. Um dos principais compostos desses fermentos é o bicarbonato de sódio, que se decompõe sob a ação do calor, de acordo com a seguinte equação química: 2 NaHCO3 (s) Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g) Considere o preparo de dois bolos com as mesmas quantidades de ingredientes e sob as mesmas condições, diferindo apenas na temperatura do forno: um foi cozido a 160 ºC e o outro a 220 ºC. Em ambos, todo o fermento foi consumido. O gráfico que relaciona a massa de CO2 formada em função do tempo de cozimento, em cada uma dessas temperaturas de preparo, está apresentado em: a) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 141 b) c) d) Comentários: Nos dois experimentos, foram utilizadas quantidades iguais de ingredientes e todo o fermento foi consumido; logo, ao final da reação, as massas de CO2 formadas são iguais. No entanto, apesar de serem formadas quantidades iguais de CO2 , a temperatura exerce um efeito sobre a velocidade de formação desse composto: quanto maior a temperatura, maior o conteúdo energético dos reagentes e, consequentemente, maior a velocidade da reação química. Assim, a velocidade da reação é maior a 220 ºC do que a 160 ºC. Isso significa que uma mesma quantidade de CO2 é formada em um intervalo de tempo menor quando o forno encontra-se a 220 ºC do quea 160 ºC. Essa situação está representada no seguinte gráfico: Gabarito: D 74. (UERJ/2016/1ªFase) Para diferenciar os hidrocarbonetos etano e eteno em uma mistura gasosa, utiliza-se uma reação com bromo molecular: o etano não reage com esse composto, enquanto o eteno reage de acordo com a seguinte equação química: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 142 Considere um cilindro de capacidade igual a 10 L, contendo apenas esses hidrocarbonetos em uma mistura com massa igual a 200 g. Ao se adicionar bromo em excesso à mistura, todo o eteno reagiu, formando 940 g de 1,2-dibromoetano. A concentração inicial de etano, em mol·L–1, no interior do cilindro, corresponde a: a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 Comentários: 1 mol de eteno (C2H4), 28 g/mol, reage formando 1 mol do 1,2-dibromoetano, C2H4Br, 188 g/mol. Sendo assim, 940 g do haleto foi formado por uma massa de eteno igual a: 28 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑒𝑛𝑜 − − − − 188 𝑔 𝑑𝑒 1,2 − 𝑑𝑖𝑏𝑟𝑜𝑚𝑜𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜 𝑥 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑒𝑛𝑜 − − − − 940 𝑔 𝑑𝑒 1,2 − 𝑑𝑖𝑏𝑟𝑜𝑚𝑜𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜 𝑥 = 140 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑒𝑛𝑜 Como a massa da mistura de hidrocarbonetos é igual a 200 g, então, a massa de etano é de: 200 𝑔 − 140 𝑔 = 60 𝑔 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜 O etano, C2H6, tem massa molar de 30 g/mol, então, 60 g corresponde a: 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜 − − − − 30 𝑔 𝑥 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜 − − − − 60 𝑔 𝑥 = 2 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜 Já que o volume é de 10 L, então, tem-se uma concentração de: 𝐶𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜 = 2 𝑚𝑜𝑙 10 𝐿 = 0,2 𝑚𝑜𝑙/𝐿 Gabarito: B 75. (UERJ/2012/1ªFase) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 143 As curvas que descrevem as velocidades de reação de muitas enzimas em função das variações das concentrações de seus substratos seguem a equação de Michaelis. Tal equação é representada por uma hipérbole retangular cuja fórmula é: A constante de Michaelis corresponde à concentração de substrato na qual . Considere um experimento em que uma enzima, cuja constante de Michaelis é igual a 9×10–3 milimol/L, foi incubada em condições ideais, com concentração de substrato igual a 10–3 milimol/L. A velocidade de reação medida correpondeu a 10 unidades. Em seguida, a concentração de substrato foi bastante elevada de modo a manter essa enzima completamente saturada. Neste caso, a velocidade de reação medida será, nas mesmas unidades, equivalente a: a) 1 b) 10 c) 100 d) 1000 Comentários: Substituindo os valores do enunciado na equação, temos: 𝑣 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 × [𝑆] 𝐾 + [𝑆] 10 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 × 10 −3 9 ⋅ 10−3 + 10−3 0,1 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 × 10 −3 𝑉𝑚𝑎𝑥 = 100 Quando, após isso, a concentração do substrato é bastante elevada, teremos que [𝑆] + 𝐾 ≈ [𝑆], e a velocidade será aproximadamente igual a: 𝑣 = 𝑉𝑚𝑎𝑥 × [𝑆] 𝐾 + [𝑆] ≈ 𝑉𝑚𝑎𝑥 × [𝑆] [𝑆] = 𝑉𝑚𝑎𝑥 = 100 Gabarito: C 76. (UERJ/2011/1ªFase) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 144 A fim de aumentar a velocidade de formação do butanoato de etila, um dos componentes do aroma de abacaxi, emprega-se como catalisador o ácido sulfúrico. Observe a equação química desse processo: As curvas de produção de butanoato de etila para as reações realizadas com e sem a utilização do ácido sulfúrico como catalisador estão apresentadas no seguinte gráfico: a) b) c) d) Comentários: Como a presença de catalisadores não altera o equilíbrio da reação, apenas aumenta a velocidade, temos que: ● No início, a concentração de butanoato de etila deve crescer mais rapidamente na reação com catalisador do que na reação sem catalisador. ● No fim, as concentrações das duas reações devem ser iguais. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 145 A única alternativa que contempla essas duas características é a da alternativa B. Gabarito: B 77. (UERJ/2010/1ªFase) A velocidade de uma reação enzimática corresponde à razão entre quantidade de produto formado e tempo decorrido. Essa velocidade depende, entre outros fatores, da temperatura de incubação da enzima. Acima de uma determinada temperatura, porém, a enzima sofre desnaturação. Considere um experimento no qual foi medida a velocidade máxima de uma reação enzimática em duas diferentes temperaturas. Observe a tabela: Para cada temperatura calculou-se a taxa de desnaturação da enzima, definida como a queda da Vmax da reação por minuto de incubação. Se D1 é a taxa de desnaturação da enzima a 45 ºC e D2 a taxa de desnaturação a 50 ºC, a razão é: a) 0,5 b) 1,0 c) 2,5 d) 4,0 Comentários: A taxa de desnaturação D1 pode ser calculada fazendo-se a diferença entre a velocidade máxima no primeiro e último minuto e dividindo pela quantidade de minutos. Pode-se prosseguir da mesma forma para se obter D2: 𝐷1 = 96 − 63 4 = 33 4 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 146 𝐷2 = 128 − 62 4 = 66 4 Assim, a razão entre D1 e D2 é de: 𝐷1 𝐷2 = 33 4 66 4 = 0,5 Gabarito: A 78. (UERJ/2009/1ªFase) A água oxigenada consiste em uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio, que se decompõe, sob a ação da luz e do calor, segundo a equação química: 2 H2O2 (aq) → 2 H2O(l) + O2 (g) Em um experimento, foi monitorada a quantidade de peróxido de hidrogênio em três frascos idênticos – A, B e C – de 1 L de água oxigenada, mantidos em diferentes condições de luminosidade e temperatura. Observe os resultados no gráfico: Na condição em que ocorreu a menor taxa de decomposição do peróxido de hidrogênio, a velocidade média de formação de O2 , em mol.ano–1, foi igual a: a) 1 b) 2 c) 6 d) 12 Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 147 A reação em que ocorreu a menor taxa de decomposição do peróxido de hidrogênio é aquela em que a quantidade final de peróxido é maior, que é a do frasco A. Nessa reação, no intervalo de um ano, ocorreu a decomposição de dois mols de peróxido. Analisando a estequiometria da reação, obteremos que a formação do O2 será de um mol, nesse intervalo de 1 ano. Assim, a velocidade média de formação de O2 é de 1 mol.ano-1. Gabarito: A 79. (UERJ/2008/2ªFase) A equação química abaixo representa a hidrólise de alguns dissacarídeos presentes em importantes fontes alimentares: A tabela a seguir relaciona os resultados da velocidade inicial de reação dessa hidrólise, em função da concentração e da temperatura, obtidos em quatro experimentos, sob as seguintes condições: - soluções de um desses dissacarídeos foram incubadas com quantidades iguais ora de suco gástrico, ora de suco intestinal rico em enterócitos; - o tempo de reação e outros possíveis fatores interferentes foram mantidos constantes. Os experimentos que podem corresponder à hidrólise enzimática ocorrida quando o dissacarídeo foi incubado com suco intestinal são os de números: a) I e II b) I e IV c) II e III d) III e IV ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 148 Comentários: A hidrólise enzimática, como o próprio nome diz, necessita da atuação de enzimas como catalisadores para ocorrer. Estas enzimas necessitam de um certo intervalo de temperatura para atuarem como catalisadores(por pertencerem ao suco intestinal, essa faixa de temperatura ideal deve ser próxima a temperatura do corpo humano). Além disso, um grande aumento da concentração dos reagentes não aumentará da mesma forma a velocidade dessa reação, isso ocorre pois, após certa quantidade, os reagentes não tem mais “vagas” na enzima, fazendo com que a velocidade da reação não aumente significativamente. Os experimentos que mais se aproximam dessas observações são aqueles emI e IV. Gabarito: B 80. (UERJ/2005/1ªFase) As fitas de gravação contêm, na sua composição, acetato de celulose, que se decompõe sob a ação da umidade atmosférica, liberando ácido acético. A curva que representa o aumento do teor desse ácido em função do tempo está indicada no gráfico a seguir. A velocidade da reação de decomposição do acetato de celulose pode ser determinada a partir da equação da reta r, tangente à curva no ponto P, que é definida por y =1/50 t, na qual t representa o tempo em minutos. A velocidade dessa reação no instante t , em mol × L-1 × min-1, e sua classificação estão indicadas em: a) 0,002 - oxidação b) 0,002 - esterificação c) 0,020 - dupla-troca d) 0,200 - neutralização Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 149 Observe que a inclinação da reta tangente 𝑦 𝑥 = 1 50 corresponde a razão entre a variação da quantidade de reagentes e a variação do tempo, 𝑦 𝑥 = 𝛥𝐶 𝛥𝑡 = 1 50 , que é a definição da velocidade da reação, nesse instante. Assim, a velocidade da reação é 1 50 = 0,020, e a reação é a seguinte: 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐶𝑒𝑙 + 𝐻2𝑂 → 𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝑂𝐻𝐶𝑒𝑙 Que corresponde a uma reação de dupla-troca. Gabarito: C 81. (UERJ/1999/1ªFase) A sabedoria popular indica que, para acender uma lareira, devemos utilizar inicialmente lascas de lenha e só depois colocarmos as toras. Em condições reacionais idênticas e utilizando massas iguais de madeira em lascas e em toras, verifica-se que madeira em lascas queima com mais velocidade. O fator determinante, para essa maior velocidade da reação, é o aumento da: a) pressão b) temperatura c) concentração d) superfície de contato Comentários: A utilização das lascas de madeira ao invés das toras faz com que a velocidade da reação ocorra mais rapidamente pois a superfície de contato das lascas de madeira é maior do que a das toras, fazendo com que haja mais choques entre as moléculas da madeira e o oxigênio do ar e a reação ocorra mais rapidamente. Gabarito: D 82. (UERJ/1994/1ªFase) É proibido, por lei, o transporte de materiais explosivos e/ou corrosivos em veículos coletivos. Na Tijuca, bairro da Zona Norte do município do Rio de Janeiro, um sério acidente causou vítimas fatais quando uma caixa contendo explosivos foi arrastada pelo piso do ônibus. A energia resultante do atrito iniciou uma reação de grande velocidade que liberou calor e promoveu reações em cadeia nos explosivos provocando incêndio e liberando muitos gases tóxicos. Dentre os gráficos abaixo, aquele que melhor representa o fenômeno ocorrido com a caixa de explosivo no interior do coletivo é: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 150 Comentários: A reação ocorre com a energia de ativação dada pelo atrito da caixa com o piso e é uma reação exotérmica, ou seja, ocorre com liberação de energia. Analisando as alternativas, temos: a) Incorreta. A entalpia no início e no fim deve ser constante. b) Correta. Nesse gráfico, podemos observar a energia de ativação necessária e que a entalpia dos reagentes e maior que a entalpia dos produtos, mostrando que a reação libera energia. c) Incorreta. Nesse gráfico, não e observada a energia de ativação necessária para que a reação ocorra. d) Incorreta. O gráfico mostra uma reação em que a entalpia dos reagentes é menor que a entalpia dos produtos, sendo, assim, uma reação que absorve energia. e) Incorreta. O gráfico mostra uma reação que ocorre com absorção de energia. Gabarito: B 83. (UERJ/1994/1ªFase) Quando se leva uma esponja de aço à chama de um bico de gás, a velocidade da reação de oxidação é tão grande que incendeia o material. O mesmo não ocorre ao se levar uma lâmina de aço à chama. Nessas experiências, o fator que determina a diferença de velocidades de reação é: a) a pressão b) o catalisador c) o estado físico d) a concentração e) a superfície de contato Comentários: Nessas duas experiências, o fator que determinará a maior velocidade da reação quando ocorrida com a esponja de aço ao invés da lâmina de aço é a maior superfície de contato que a esponja possui, fazendo- se com que a quantidade de choques seja maior e a reação ocorra mais rapidamente. Gabarito: E 84. (UFRGS RS/2020) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 151 A reação do relógio de iodo é bastante comum em feiras de ciências e em demonstrações didáticas. Nela, a ocorrência de várias reações que envolvem iodo e compostos, contendo enxofre em diversos estados de oxidação, leva à formação de uma coloração azul súbita, dependente da concentração dos reagentes. Uma possibilidade de realização dessa reação usa persulfato, tiossulfato e iodeto, e, nesse caso, uma das etapas é a reação entre o íon persulfato (S2O82–) e o íon iodeto (I–), cuja velocidade de decomposição do persulfato foi determinada e encontra-se na tabela abaixo. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade inicial x do experimento 4, em mol L–1 s–1, tendo em vista as condições expressas acima. a) 0,512 b) 2,048 c) 2,560 d) 6,400 e) 8,120 Comentários: Da reação 1 para a 2, a concentração de iodeto dobra e a velocidade da reação também, mostrando que a relação entre a velocidade e a concentração de iodeto é linear. Da reação 1 para a reação 3, a quantidade de persulfato é multiplicada por 4 e a velocidade da reação também é multiplicada por 4, mostrando que a relação entre a velocidade e a concentração de persulfato também é linear. Da reação 1 para a reação 4, a concentração do persulfato é dobrada e a concentração do iodeto é multiplicada por 2,5. Assim a velocidade da reação deve ser multiplicada por 2,5 ⋅ 2 = 5 e será, então, de: 0,512 ⋅ 5 = 2,560 Gabarito: C 85. (UFRGS RS/2019) Sob determinadas condições, verificou-se que a taxa de produção de oxigênio na reação abaixo é de 8,5 10–5 mol L–1 s–1. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 152 N2O5(g) N2O4(g) + 1/2 O2(g) Se a velocidade permanecer constante, ao longo de 5 minutos, a diminuição da concentração de N2O5 será de a) 8,5 mmol L–1. b) 51 mmol L–1. c) 85 mmol L–1. d) 17 mol L–1. e) 51 mol L–1. Comentários: Analisando a estequiometria da reação, percebe-se que a velocidade de diminuição da concentração de N2O5 deve ser o dobro da de aumento da concentração de gás oxigênio. Ou seja, a velocidade da diminuição de concentração de N2O5 é de 8,5 ⋅ 10−5 ⋅ 2 = 1,7 ⋅ 10−4𝑚𝑜𝑙 𝐿−1𝑠−1. A diminuição de concentração de N2O5 em 5 minutos será de: 1,7 ⋅ 10−4 ⋅ 5 ⋅ 60 = 51 ⋅ 10−3𝑚𝑜𝑙 𝐿−1 = 51 𝑚𝑚𝑜𝑙 𝐿−1 Gabarito: B 86. (UFRGS RS/2019) De acordo com a teoria das colisões, para ocorrer uma reação química em fase gasosa deve haver colisões entre as moléculas reagentes, com energia suficiente e com orientação adequada. Considere as seguintes afirmações a respeito da teoria das colisões. I. O aumento da temperatura aumenta a frequência de colisões e a fração de moléculas com energia suficiente, mas não altera a orientação das moléculas. II. O aumento da concentração aumenta a frequência das colisões. III. Uma energia de ativação elevada representa uma grande fração de moléculas com energia suficiente para a reação ocorrer. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 153 d) Apenas I e II. e) I, II e III. Comentários: Analisando as afirmativas, temos: I. Correta. O aumento na temperatura aumentará a energia cinética das moléculas e, portanto, aumentando a quantidade de choques entre as moléculas e a quantidade de moléculas que possuem energia suficiente para que a reação ocorra, sem mudar a orientaçãodelas. II. Correta. O aumento da concentração aumentará a quantidade de moléculas por volume e, assim, também aumentará a quantidade de choques entre as moléculas. III. Incorreta. A energia de ativação representa a energia necessária para que a reação ocorra. Assim, uma maior energia de ativação fará com que menos moléculas tenham a energia necessária para que ela ocorra. Gabarito: D 87. (UFRGS RS/2018) O ácido hidrazoico HN3 é um ácido volátil e tóxico que reage de modo extremamente explosivo e forma hidrogênio e nitrogênio, de acordo com a reação abaixo. 2 HN3 H2 + 3 N2 Sob determinadas condições, a velocidade de decomposição do HN3 é de 6,0 10–2 mol L–1 min–1. Nas mesmas condições, as velocidades de formação de H2 e de N2 em mol L–1 min–1, são, respectivamente, a) 0,01 e 0,03. b) 0,03 e 0,06. c) 0,03 e 0,09. d) 0,06 e 0,06. e) 0,06 e 0,18. Comentários: Analisando a estequiometria da reação, a velocidade de formação de H2 e N2 devem ser, respectivamente, 1 2 e 3 2 da velocidade de decomposição do HN3. Assim, a velocidade de decomposição dessas moléculas é de: 𝑉𝑁2 = 3 2 ⋅ 6,0 ⋅ 10−2 = 0,09 𝑚𝑜𝑙 𝐿−1𝑚𝑖𝑛−1 𝑉𝐻2 = 1 2 ⋅ 6,0 ⋅ 10−2 = 0,03 𝑚𝑜𝑙 𝐿−1𝑚𝑖𝑛−1 Gabarito: C ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 154 88. (UFRGS RS/2017) Uma reação genérica em fase aquosa apresenta a cinética descrita abaixo. 3A + B 2C v = k[A]2[B] A velocidade dessa reação foi determinada em dependência das concentrações dos reagentes, conforme os dados relacionados a seguir. Assinale, respectivamente, os valores de x e y que completam a tabela de modo adequado. a) 6,0 x 10–5 e 9,0 x 10–5 b) 6,0 x 10–5 e 12,0 x 10–5 c) 12,0 x 10–5 e 12,0 x 10–5 d) 12,0 x 10–5 e 24,0 x 10–5 e) 18,0 x 10–5 e 24,0 x 10–5 Comentários: Pela equação da velocidade dada no enunciado: 𝑣 = 𝑘[𝐴]2[𝐵] Da primeira reação para a segunda, a concentração de A foi duplicada, assim, a velocidade da reação deve ser multiplicada por 4: 𝑥 = 3 ⋅ 10−5 ⋅ 4 = 12 ⋅ 10−5 O mesmo ocorre da terceira reação para a quarta: 𝑦 = 6 ⋅ 10−5 ⋅ 4 = 24 ⋅ 10−5 Gabarito: D 89. (UFRGS RS/2016) Na reação NO2 (g) + CO (g) CO2 (g) + NO (g) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 155 a lei cinética é de segunda ordem em relação ao dióxido de nitrogênio e de ordem zero em relação ao monóxido de carbono. Quando, simultaneamente, dobrar-se a concentração de dióxido de nitrogênio e reduzir-se a concentração de monóxido de carbono pela metade, a velocidade da reação a) será reduzida a um quarto do valor anterior. b) será reduzida à metade do valor anterior. c) não se alterará. d) duplicará. e) aumentará por um fator de 4 vezes. Comentários: Pelo que foi descrito no enunciado, a cinética da reação é da seguinte forma: 𝑣 = 𝑘[𝑁𝑂2] 2 Assim, ao se dobrar a concentração de dióxido de nitrogênio, a velocidade da reação será multiplicada por 4, e ao se reduzir a concentração de monóxido de carbono, a velocidade da reação não será afetada. Gabarito: E 90. (UFRGS RS/2015) A possibilidade de reação de o composto A se transformar no composto B foi estudada em duas condições diferentes. Os gráficos abaixo mostram a concentração de A, em função do tempo, para os experimentos 1 e 2. Em relação a esses experimentos, considere as afirmações abaixo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 156 I. No primeiro experimento, não houve reação. II. No segundo experimento, a velocidade da reação diminui em função do tempo. III. No segundo experimento, a reação é de primeira ordem em relação ao composto A. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III. Comentários: Analisando as afirmativas, temos: I. Correta. No experimento 1, a concentração de A não muda, mostrando que A não foi consumido e, portanto, a reação não ocorreu. II. Incorreta. A variação da concentração de A é constante, assim, a velocidade da reação não diminui em função do tempo. III. Incorreta. Se a reação fosse de primeira ordem em relação ao composto A, a diminuição da concentração do composto faria com que a velocidade da reação diminuísse, o que não ocorre. Gabarito: A 91. (UFRGS RS/2015) Para a obtenção de um determinado produto, realiza-se uma reação em 2 etapas. O caminho dessa reação é representado no diagrama abaixo. Considere as afirmações abaixo, sobre essa reação. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 157 I. A etapa determinante da velocidade da reação é a etapa 2. II. A reação é exotérmica. III. A energia de ativação da etapa 1 é maior que a energia de ativação da etapa 2. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. Comentários: Analisando as afirmativas, temos: I. Incorreta. A etapa determinante da reação é aquela que ocorre com a menor velocidade e é, portanto, a etapa que possui a maior energia de ativação, que é a etapa 1. II. Correta. A entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos, assim, a reação ocorre com liberação de energia. III. Correta. Pela análise do gráfico, percebe-se que a etapa 1 possui maior energia de ativação que a etapa 2. Gabarito: D 92. (UFRGS RS/2014) O tempo de meia-vida é definido como o tempo necessário para que a concentração inicial de reagente seja reduzida à metade. Uma reação química do tipo A B tem a concentração do reagente A e a velocidade instantânea de decomposição monitoradas ao longo do tempo, resultando na tabela abaixo. A ordem dessa reação e o tempo de meia vida do reagente A são, respectivamente, ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 158 a) ordem zero, 5 minutos. b) primeira ordem, 5 minutos. c) primeira ordem, 10 minutos. d) segunda ordem, 5 minutos. e) segunda ordem, 10 minutos. Comentários: Do minuto 0 ao minuto 10, a concentração de A diminui à metade, sendo assim, o tempo de meia vida da reação é de 10 minutos. Além disso, observe que a velocidade da reação no minuto 10(em que a concentração é a metade do minuto 0) é a metade da velocidade do minuto 0, sendo assim, a reação é de primeira ordem em A. Gabarito: C 93. (UFRGS RS/2014) A reação global de oxidação do SO2 é representada por SO2 (g) + ½ O2 SO3 (g). Na presença de NO2, essa reação é processada em duas etapas que ocorrem no mesmo recipiente, conforme representado abaixo. NO2 (g) + SO2 (g) SO3 (g) + NO (g) NO (g) + ½ O2 (g) NO2 (g) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Em relação à reação global, o NO2 é um ........ e sua concentração ........ com o tempo. a) reagente – diminui b) reagente – não se altera c) catalisador – diminui d) catalisador – não se altera e) produto – aumenta Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 159 Observe que o NO2 muda o mecanismo da reação e está presente tanto nos reagentes quanto nos produtos. Assim, o dióxido de nitrogênio atua como catalisador e, como não é consumido, tem a sua concentração não alterada com o tempo. Gabarito: D 94. (UFPR/2019) O níquel é empregado na indústria como catalisador de diversas reações, como na reação de reforma do etileno glicol, que produz hidrogênio a ser utilizado como combustível. O processo ocorre num tempo muito menor quando é utilizado 1 g de níquel em uma forma porosa desse material, em comparação à reação utilizando uma única peça cúbica de 1 g de níquel. Abaixo está esquematizada a equação de reforma do etileno glicol e em seguida umaimagem de microscopia eletrônica de uma amostra de níquel na forma porosa. C2H6O2 + H2O 2CO2 + 5H2 (Fonte da imagem: Zhu, L-J. et alii. An environmentally benign and catalytically efficient non-pyrophoric Ni catalyst for aqueous-phase reforming of ethylene glycol. Green Chem., 2008, 10, 1323-1330. Adaptado.) Nas condições mencionadas, a reação de reforma ocorre num tempo menor quando usado o níquel poroso porque: a) a temperatura local é maior. b) outra via de reação é favorecida. c) a concentração dos reagentes é maior. d) a área superficial do catalisador é maior. e) a pressão parcial das espécies gasosas é maior. Comentários: O níquel é um catalisador sólido, e, como todo sólido, as reações somente acontecem na superfície de contato entre o catalisador e os reagentes. A intenção de pulverizar o níquel é justamente aumentar essa área de contato. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 160 Vejamos as demais afirmações. a) não há variação na temperatura. Mudou apenas a forma como o catalisador se apresenta. Afirmação incorreta. b) Trata-se da mesma reação. Ela apenas ficou mais rápida. Afirmação incorreta. c) Também não houve variação da concentração dos reagentes, apenas na forma de apresentação do catalisador. Afirmação incorreta. e) Não há nenhuma mudança em relação aos reagentes gasosos, apenas na forma de apresentação do catalisador sólido. Afirmação incorreta. Gabarito: D 95. (UFPR/2018) Uma certa espécie química A, quando em solução, reage rapidamente com oxigênio molecular dissolvido e é degradada por ele. A velocidade dessa reação segue a lei da velocidade v = k[A]. O gráfico que representa de forma adequada a relação entre a concentração da espécie A em solução com o decorrer da reação é: a) b) c) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 161 d) e) Comentários: Como informado pelo enunciado, a reação é de primeira ordem, pois a velocidade é diretamente proporcional à concentração do reagente. Dessa forma, à medida que o reagente é consumido na reação, ela se tornará cada vez mais lenta, ou seja, o gráfico terá uma inclinação progressivamente menor. Com base nisso, vamos analisar os gráficos. a) A reta apresenta inclinação constante, portanto, indicaria uma reação com velocidade constante. Afirmação incorreta. b) Nessa reação, tem-se que a concentração da substância aumenta, portanto, ela está sendo formada. Esse gráfico é esperado para um produto, não de um reagente. Afirmação incorreta. c) Esse gráfico mostra uma substância que tem uma concentração constante. Portanto, esse gráfico poderia refletir a concentração de um sólido ou de um líquido em função do curso da reação. Porém, nessa situação, a substância não aparece na lei de velocidade. Dessa forma, como a substância A está presente na lei da velocidade, d) Nessa reação, a velocidade aumenta à medida que se transcorre o curso da reação. Afirmação incorreta. e) É exatamente isso. O gráfico mostra que a velocidade de reação decresce à medida que se transcorre o curso da reação. Afirmação correta. Gabarito: E 96. (UFPR/2016) O Nobel da Paz de 2013 foi entregue à Organização para a Proibição das Armas Químicas, o que reforçou a preocupação mundial quanto à erradicação desse tipo de armamento. O VX é um agente químico altamente tóxico, classificado como arma de destruição em massa. A eliminação desse agente é realizada via degradação, que pode ocorrer por três caminhos, tal como ilustrado ao lado. No entanto, o composto ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 162 “5” também pode atuar como arma química, por ser muito mais tóxico que os outros produtos da degradação. Fonte: SMITH, B.M. Catalytic methods for the destruction of chemical warfare a gents under ambient conditions. In: Chemical Society Reviews, v. 37, p.470-478, 2008. Adaptado. O quadro abaixo mostra as condições para detoxificação do agente VX e respectivos resultados pelos diferentes métodos. Com base nas informações fornecidas, qual método de detoxificação é mais eficiente? a) Método 1. b) Método 2. c) Método 3. d) Método 4. e) Método 5. Comentários: Nessa questão, queremos evitar a formação do composto “5”, uma vez que ele também é tóxico. Portanto, devemos analisar os métodos empregados e escolher qual deles leva à menor formação desse produto. Além disso, o método escolhido deve ter uma velocidade satisfatória e também um consumo eficiente da espécie VX. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 163 Note que o composto 5 é produzido juntamente com o composto 6. Portanto, as reações que levam a uma elevada formação de 6 também produzirão o composto 5. Podemos descartar imediatamente o método 4 e o método 5, devido à alta produção do composto 6 (e consequentemente alta produção do composto 5) e à baixa velocidade, respectivamente. O método 2 consome pouco VX e forma o composto 6, apesar de ser o método mais rápido. O método 1 tem uma velocidade boa e consome bastante VX, mas também forma o composto 6. Devemos optar, portanto, pelo método 3, uma vez que é rápido, consome mais da metade do VX e não forma o composto 6. Consequentemente, não forma o composto 5. Gabarito: C 97. (UFPR/2015) A reação de hidrólise da acetilcolina, esquematizada abaixo, é fundamental na transmissão de impulsos nervosos nos seres vivos. A reação é promovida pela enzima acetilcolinesterase (AChE). Considere as seguintes afirmativas sobre o papel de AChE nessa reação: 1. AChE é catalisador da reação. 2. AChE aumenta a energia de ativação da reação. 3. AChE promove caminhos reacionais alternativos. 4. AChE inibe a formação de intermediários. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras. b) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. Comentários: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 164 Analisando afirmativa por afirmativa, tem-se: 1. Certa. Como AChE é uma enzima, ela catalisa a reação de quebra da acetilcolina. 2. Errada. AChE, já que é um catalisador, propõe outro caminho de reação cuja energia de ativação é menor. 3. Certa. Como visto no comentário acima, o caminho alternativo de reação tem uma energia menor. 4. Errada. O catalisador favorece a formação de um intermediário, cuja energia é menor do que o da reação sem catalisador. Gabarito: E 98. (UFPR/2013) Com o desenvolvimento da nanotecnologia, a busca de novos materiais e a pesquisa dos materiais já conhecidos, porém com partículas na escala nanométrica, se tornaram alvos de interesse mundial. A diminuição na escala de tamanho das partículas provoca alterações nas propriedades dos materiais. Por exemplo, a redução em uma ordem de grandeza no diâmetro das partículas (de 100 nm para 10 nm) de um catalisador metálico provocará alterações no processo promovido. Considerando que o catalisador metálico em questão promove a conversão de um reagente A num produto B, avalie as seguintes afirmativas: 1. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o processo de conversão poderá ocorrer em uma temperatura inferior. 2. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, a constante cinética da conversão de A em B será maior. 3. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, uma menor quantidade de massa de catalisador será necessária para que a conversão de A em B ocorra no mesmo intervalo de tempo. 4. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o sistema alcançará o equilíbrionum menor intervalo de tempo. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. Comentários: A redução do tamanho das partículas do catalisador, aumentará a superfície de contato entre o catalisador e o reagente A. Analisando as afirmativas, temos: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 165 1. Incorreta. O aumento da superfície de contato do catalisador não afetará a energia necessária para que a reação ocorra e, assim, não afetará a temperatura em que a reação ocorre. 2. Incorreta. O aumento na superfície de contato do catalisador não afetará a constante cinética reação, pois o mecanismo da reação será o mesmo. 3. Correta. Como ocorre a redução de tamanho das partículas, menos partículas serão necessárias para que haja a mesma superfície de contato das partículas de tamanho maiores. 4. Correta. Como haverá uma maior superfície de contato entre o catalisador e as partículas da reação, o equilíbrio ocorrerá em um intervalo de tempo menor. Gabarito: C 99. (UFPR/2005) Sobre o diagrama abaixo, referente à reação A + B → C + D, considere as afirmativas a seguir: I. O processo é exotérmico. II. Na reação, ΔH = -250 kJ. III. A energia de ativação vale +120 kJ. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa I é verdadeira. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. Comentários: Analisando as afirmativas, temos: I. Correta. A entalpia dos reagentes é maior do que a entalpia dos produtos, portanto, a reação ocorre com liberação de energia e, assim, é exotérmica. II. Incorreta. O 𝛥𝐻 da reação é a diferença entre a entalpia dos produtos e a entalpia dos reagentes: 𝛥𝐻 = −130 − 0 = −130 𝑘𝐽 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 166 III. Correta. A energia de ativação é a energia necessária para a formação do complexo ativado, no gráfico, podemos observar que a energia de ativação é 𝐸 = +120 − 0 = +120 𝑘𝐽 Gabarito: A Questões Resolvidas e Comentadas Da FUVEST 100. (FUVEST SP/2020/1ªFase) Numa determinada condição experimental e com o catalisador adequado, ocorre uma reação, conforme representada no gráfico, que relaciona porcentagem do composto pelo tempo de reação. Uma representação adequada para esse processo é: a) limoneno p-cimeno -terpineno b) limoneno -terpineno c) limoneno + p-cimeno -terpineno d) limoneno p-cimeno e) limoneno + - terpineno p-cimeno Comentários: O limoneno é consumido durante a reação, portanto, é o reagente. O p-cimeno é formado durante a reação, portanto, é o produto. O alfa-terpineno não é catalisador, porque não apresenta quantidade inicial no tempo zero, é formado e consumido durante a reação. Assim, essa substância é o intermediário da reação. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 167 Reagente → intermediário → Produto Limoneno → alfa-terpineno → p-cimeno Gabarito: E 101. (FUVEST SP/2019/1ªFase) Um antiácido comercial em pastilhas possui, em sua composição, entre outras substâncias, bicarbonato de sódio, carbonato de sódio e ácido cítrico. Ao ser colocada em água, a pastilha dissolve-se completamente e libera gás carbônico, o que causa a efervescência. Para entender a influência de alguns fatores sobre a velocidade de dissolução da pastilha, adicionou-se uma pastilha a cada um dos quatro recipientes descritos na tabela, medindo-se o tempo até a sua dissolução completa. Para todos os experimentos, foi usada água mineral da mesma marca. Considere a água com gás como tendo gás carbônico dissolvido. Com base nessas informações, é correto afirmar que a) o uso da água com gás, ao invés da sem gás, diminuiu a velocidade de dissolução da pastilha em cerca de 50%, uma vez que, como já possui gás carbônico, há o deslocamento do equilíbrio para a formação dos reagentes. b) o uso da água com gás, ao invés da sem gás, aumentou a velocidade de dissolução da pastilha em cerca de 33%, uma vez que o gás carbônico acidifica a água, aumentando a velocidade de consumo do carbonato de sódio. c) nem a mudança de temperatura nem a adição de gás carbônico na solução afetaram a velocidade da reação, uma vez que o sistema não se encontra em equilíbrio. d) o aumento da temperatura da água, de 4 ºC para 25 ºC, levou a um aumento na velocidade da reação, uma vez que aumentou a frequência e a energia de colisão entre as moléculas envolvidas na reação. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 168 e) o aumento da temperatura da água, de 4 ºC para 25 ºC, levou a um aumento na velocidade da reação, uma vez que facilita a liberação de gás carbônico da solução, deslocando o equilíbrio para a formação dos reagentes. Comentários: A dissolução do gás carbônico em água produz o ácido carbônico. CO2 (g) + H2O (l) ⇌ H2CO3 (aq) ⇌ H+ (aq) + HCO32- (aq) A dissolução da pastilha é provocada pela combinação do sal com os íons H+ dissolvidas em água. NaHCO3 (aq) + H+ (aq) ⇌ Na+ (aq) + H2CO3(aq) Sabendo da equação de formação do ácido carbônico a partir da dissolução de gás carbônico em água, julga os itens. a) Errado. O tempo de dissolução da pastilha em ambiente contendo gás carbônico é maior, porque quanto maior a concentração de gás carbônico dissolvido em água, maior a velocidade da reação. b) Errado. A temperatura de 4 °C, a velocidade de dissolução do comprimido em uma água com gás foi menor do que da água com gás. c) Errado. O sistema não é fechado, logo, não se encontra em equilíbrio químico. Porém, a concentração de gás carbônico alterou as velocidades das reações de dissolução, conforme identificado pelos tempos na tabela apresentada. d) Certo. Quanto maior a temperatura, maior a energia cinética média das partículas, maior a probabilidade de colisões efetivas e, assim, maior a velocidade de dissolução do comprimido. e) Errado. O sistema é aberto e não se encontra em equilíbrio. O aumento da temperatura diminui a solubilidade de gás carbônico em solução, porém o aumento da temperatura facilita a colisão entre as partículas. Gabarito: D 102. (FUVEST SP/2016/1ªFase) Sabe-se que os metais ferro (Feº), magnésio (Mgº) e estanho (Snº) reagem com soluções de ácidos minerais, liberando gás hidrogênio e formando íons divalentes em solução. Foram feitos três experimentos em que três amostras metálicas de mesma massa reagiram, separada e completamente, com uma solução aquosa de ácido clorídrico de concentração 0,1 mol/L. Os resultados obtidos foram: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 169 Colocando-se os valores de V1, V2 e V3 em ordem decrescente, obtém-se a) V2 > V3 > V1 b) V3 > V1 > V2 c) V1 > V3 > V2 d) V2 > V1 > V3 e) V1 > V2 > V3 Note e adote: Massa molar (g/mol): Mg ...... 24 Fe ....... 56 Sn ....... 119 Comentários: É interessante observar que os três metais citados no enunciado reagem de forma muito semelhante com o ácido clorídrico: 𝐹𝑒 (𝑠) + 2 𝐻𝐶𝑙 (𝑎𝑞) → 𝐹𝑒𝐶𝑙2(𝑎𝑞) + 𝐻2(𝑔) 𝑆𝑛 (𝑠) + 2 𝐻𝐶𝑙 (𝑎𝑞) → 𝑆𝑛𝐶𝑙2(𝑎𝑞) + 𝐻2(𝑔) 𝑀𝑔 (𝑠) + 2 𝐻𝐶𝑙 (𝑎𝑞) → 𝑀𝑔𝐶𝑙2(𝑎𝑞) + 𝐻2(𝑔) Dessa forma, o número de mols de HC que devem ser utilizados para a reação com os metais pode ser obtido pela razão entre a massa da amostra e a sua massa molar média. 𝑛𝐻𝐶𝑙 = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICAAULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 170 Como o magnésio é mais leve que o ferro, a amostra contaminada com magnésio terá uma massa molar menor, portanto, terá um número de mols maior. Logo, o experimento contendo magnésio como impureza é o que provocará maior consumo de HC. Portanto, o volume V2 é o maior. Como o estanho é mais pesado que o ferro, a amostra contaminada com o estanho terá uma massa molar maior, logo, um menor número de mols. Portanto, no experimento 3, o consumo de HCl será menor. Portanto, o volume V3 é o menor. Gabarito: D 103. (FUVEST SP/2013/1ªFase) Quando certos metais são colocados em contato com soluções ácidas, pode haver formação de gás hidrogênio. Abaixo, segue uma tabela elaborada por uma estudante de Química, contendo resultados de experimentos que ela realizou em diferentes condições. Após realizar esses experimentos, a estudante fez três afirmações: I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na presença de Cu. II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o aumento da velocidade de liberação do gás H2. III. Os resultados dos experimentos 1 e 3 mostram que, quanto maior o quociente superfície de contato/massa total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação. Com os dados contidos na tabela, a estudante somente poderia concluir o que se afirma em a) I. b) II. c) I e II. d) I e III. e) II e III. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 171 Comentários: Vamos analisar as afirmações. I – Podemos observar que o tempo necessário para a liberação de 30 mL de H2 diante de zinco em raspas é igual a 30 segundos. Na presença de fios de cobre, diminui para 8 segundos. Outro ponto interessante é que o cobre não reage com os fios de cobre e não libera gás H2. Portanto, a redução no tempo de liberação de H2 não pode ser explicada por uma reação secundária do cobre com o ácido. Logo, o que aconteceu é que realmente o cobre agiu como catalisador. Afirmação correta. II – O fator limitante na velocidade de reação é a área de contato entre os reagentes, que é definida principalmente pelo formato da peça metálica. Portanto, é bastante possível que aumentar a concentração de ácido não exerça qualquer efeito. Afirmação incorreta. III – É isso mesmo. No zinco em pó, a área de contato é bem maior, portanto, a reação se torna mais rápida e o gás hidrogênio é liberado mais rapidamente. Afirmação correta. Gabarito: D 104. (FUVEST SP/2011/1ªFase) Ao abastecer um automóvel com gasolina, é possível sentir o odor do combustível a certa distância da bomba. Isso significa que, no ar, existem moléculas dos componentes da gasolina, que são percebidas pelo olfato. Mesmo havendo, no ar, moléculas de combustível e de oxigênio, não há combustão nesse caso. Três explicações diferentes foram propostas para isso: I. As moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio estão em equilíbrio químico e, por isso, não reagem. II. À temperatura ambiente, as moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio não têm energia suficiente para iniciar a combustão. III. As moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio encontram-se tão separadas que não há colisão entre elas. Dentre as explicações, está correto apenas o que se propõe em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. Comentários: Julgando os itens, tem-se: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 172 I. Errado. O equilíbrio químico ocorre na igualdade das taxas de reação direta e indireta de uma reação química reversível. A reação não ocorre porque não energia de ativação necessária no sistema para propiciar os choques efetivos. II. Certo. Para que uma reação química ocorra é necessária a energia de ativação, que é a energia mínima para que o sistema adquira a energia do complexo ativado. III. Errado. As partículas gasosas apresentam elevado grau de liberdade, logo, se chocam, mas esses choquem não geram reações químicas, ou seja, formam os choques não eficazes. Gabarito: B 105. (FUVEST SP/2010/1ªFase) Um estudante desejava estudar, experimentalmente, o efeito da temperatura sobre a velocidade de uma transformação química. Essa transformação pode ser representada por: Após uma série de quatro experimentos, o estudante representou os dados obtidos em uma tabela: Que modificação deveria ser feita no procedimento para obter resultados experimentais mais adequados ao objetivo proposto? a) Manter as amostras à mesma temperatura em todos os experimentos. b) Manter iguais os tempos necessários para completar as transformações. c) Usar a mesma massa de catalisador em todos os experimentos. d) Aumentar a concentração dos reagentes A e B. e) Diminuir a concentração do reagente B. Comentários: Observa-se que o experimento número 4 apresenta maior velocidade que o experimento 1, que possui maior temperatura. Esse fenômeno é explicado pelas massas desiguais de catalisador. Portanto, para estudar, somente, os efeitos da temperatura, é necessário, que as concentrações e as massas dos catalisadores sejam iguais nos sistemas estudados. Como as concentrações já são iguais entre si, basta ajustar as massas dos catalisadores. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 173 Gabarito: C 106. (FUVEST SP/2008/1ªFase) Para a transformação representada por , a velocidade da reação, em função da pressão de hidrogênio , para duas diferentes pressões de óxido nítrico (PNO), à temperatura de 826 ºC, está indicada no seguinte gráfico: Examinando o gráfico, pode-se concluir que as ordens da reação, em relação ao óxido nítrico e em relação ao hidrogênio, são, respectivamente, a) 1 e 1 b) 1 e 2 c) 2 e 1 d) 2 e 2 e) 3 e 1 Comentários: A partir dos dados do gráfico, monta-se a tabela: Velocidade PNO PH2 1,0 mmHg∙s-1 200 mmHg 100 mmHg 0,5 mmHg∙s-1 200 mmHg 50 mmHg 0,5 mmHg∙s-1 100 mmHg 200 mmHg A pressão constante de NO, ao reduzir à metade a pressão de H2, a velocidade da reação reduziu a metade. Assim, a ordem da reação em relação ao H2 é de 1. Sabendo que a ordem de H2 é 1, ao quadriplicar a sua ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CINÉTICA QUÍMICA AULA 16 – CINÉTICA QUÍMICA 174 pressão, espera-se que a velocidade quadriplique, porém permanece constante já que a pressão de NO reduziu a metade. Assim, a ordem da reação em relação ao NO é de 2. A expressão de velocidade em relação às pressões é de: 𝑉 = 𝑘 ∙ 𝑃𝑁𝑂2 ∙ 𝑃𝐻2 Gabarito: C