Cinética Química II

Antes que os cientistas percebessem que o calor é energia transferida, o calor era medido em termos da capacidade de aumentar a temperatura da água, Assim, a caloria (cal) foi definida como a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 g de água de 14, 5°C para 15,5°C. No sistema inglês, a unidade de calor era a British thermal unit (Btu), definida como a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de 1 libra de água de 63°F para 64°F.

Em 1948, a comunidade científica decidiu que uma vez que o calor (como o trabalho) é energia transferida, a unidade de calor no SI deveria ser a mesma da energia, ou seja, o joule*. A caloria é hoje definida como 4,1868 J (exatamente), sem qualquer referência ao aquecimento da água*. [A “caloria” usada pelos nutricionistas, as vezes chamada de Caloria (Cal), é equivalente a uma quilocaloria (1 kcal).] As relações entre as várias unidades de calor são as seguintes:

1 cal = 4,1868 Joules = 3,968 x lO^-3 BTU

Qual é a quantidade de calor, em Joules, e BTUS liberada na queima de um grama de gordura?

• 9 kcal = 35.000J = 34,09 BTU

• 9 kcal = 37.681J =35,64 BTU

• 9 cal = 36.009J= 38,23 BTU

• 9 cal = 10.123J = 33,00 BTU

Answer explanation

se 1 cal = 4,18J

9 cal= x

ache o valor de x ou, simplesmente multiplique.

Para que uma reação quimica possa ocorrer é necessário que os reagentes recebam certa quantidade de energia, chamada energia de ativação (E). A quantidade, assim como a forma da E_a, varia de uma reação para outra. Em um grande número de situações, ela é fornecida aos reagentes através de um aquecimento; porém, pode ser de outros tipos.

Os óxidos de nitrogênio, principalmente o NO₂, são formados em reações que não ocorrem normalmente na atmosfera, entre os gases nitrogênio (N₂) e oxigênio (O₂). Em dias de tempestade, porém, eles conseguem a energia de ativação (energia alta), para a reação, por meio de raios de tempestades. Outro ambiente que promove essa reação são os motores à explosão (automóveis), devido às faíscas das velas de ignição (alta voltagem) sendo que o NO₂ é eliminado pelos canos de escapamentos dos veículos que não possuem catalizador. Na atmosfera os óxidos de nitrogênio reagem com a água, formando ácidos nítrico e nitroso.

Na reação ao lado, qual determine:

a) a energia de ativação;

b) a variação de entalpia;

c) se a reação é endotérmica ou exotérmica.

• a. 35 kJ

  b. 32 kJ

  c. exotermica

• a. 30 kJ

  b. 40 kJ

  c. endotérmica

• a. 30 kJ

  b. 40 kJ

  c. exotérmica

• a. 35 kJ

  b. 32 kJ

  c. exotérmica

Answer explanation

a. Nesse caso, a energia de ativação corresponde à diferença entre a energia dos reagentes e a energia do complexo ativado.

b. a variação de entalpia corresponde à diferença entre a energia dos produtos e reagentes.

c. a reação exotérmica é aquela em que os produtos têm energia mais baixa que os reagentes.

Tanto nas balas de armas de fogo quanto nos obuses de uso militar, a combustão do propelente é iniciada pela explosão do detonador. Um dos detonadores mais usados é o fulminato de mercúrio, cuja explosão é conseguida a partir de um choque mecânico, que fornece a E_a, necessária.

Sobre a energia de ativação é correto afirmar:

• Quanto menor a energia de ativação mais lenta será a reação e, no cartucho, é fornecida pela pólvora.

• Quanto menor a energia de ativação, mais rápida será a reação e, no cartucho, é fornecida pela espoleta.

• Quanto maior a energia de ativação, mais rápida será a reação e, no cartucho, é fornecida pela espoleta.

• Quanto maior a energia de ativação mais lenta será a reação e, no cartucho, é fornecida pela pólvora.

Answer explanation

Quanto menor a energia de ativação menor a “barreira” de energia, mais colisões efetivas, ou seja, além de ter orientação favorável, as colisões devem possuir energia suficiente para que sejam efetivas.

Para ocorrência de uma reação química é necessário satisfazer quatro condições básicas, que são:"

• Os reagentes devem entrar em contato;

  Deve haver afinidade entre as espécies químicas;

  As colisões entre as partículas devem ser eficazes;

  As moléculas devem colidir com energia suficiente;

• Os reagentes devem ser inertes;

  não pode haver afinidade entre as espécies químicas;

  As colisões entre as partículas devem ser eficazes;

  As moléculas devem colidir com energia suficiente;

• Os reagentes devem ser metais;

  Deve haver afinidade entre os reagentes;

  As colisões entre as partículas devem ocorrer com orientação favorável;

  As moléculas devem colidir com energia suficiente;

• Os reagentes devem ser inertes;

  Deve haver afinidade entre os reagentes;

  As colisões devem ocorrer com orientação favorável;

  As moléculas devem colidir com energia suficiente;

Considere a seguinte reação entre o hidrogênio e o iodo:

H₂ + I₂ ---> HI

a. os coeficientes estequiométricos da reação são:

b. Indique quais das figuras ao lado representam uma geometria favorável para que a reação ocorra.

• a.2, 2, 1

  b. I e III

• a. 3, 3, 2

  b. I e II.

• a. 1, 1, 2

  b. II

• a. 2, 1, 2

  b. II

Os esquemas ao lado representam as colisões entre as moléculas reagentes de uma mesma reação em três situações:

Pode-se afirmar que:

• na situação 1, as moléculas reagentes apresentam energia maior que a energia de ativação, mas a geometria da colisão não favorece a formação dos produtos.

• na situação II, ocorreu uma colisão com geometria favorável e energia suficiente para formar os produtos.

• na situação III, as moléculas reagentes foram completamente transformadas em produtos,

• nas situações I e III, ocorreram reações químicas, pois as colisões foram eficazes.

(Unifesp-SP) Na tabela, são fornecidas as energias de ativação e as variações de entalpia, a 25 ^oC, de três reações do tipo A —> B.

Para a reação que apresenta maior velocidade de conversão de A em B, a diferença entre a energia de ativação do complexo ativado e a entalpia do produto deve valer:

• a) 45kJ

• b) 5kJ

• c) 65 kJ

• d) 80 kJ

Answer explanation

Lembrando que a diferença de dois números x e y é dada pela expressão: x-y

Assim,

o produto entre dois números : x.y

a razão entre dois números: x/y.

As reações mais lentas são as que possuem maior energia de ativação

A combustão dos fogos de artifício é uma reação química exotérmica entre a pólvora e o oxigênio, liberando calor e luz. Junto à pólvora, estão sais de diferentes elementos químicos, que tem seus elétrons excitados para níveis de energia mais altos e que, ao retornarem para seu estado fundamental, emitem luz no comprimento de onda característico. A cor varia de acordo com o componente utilizado:

Sais de cálcio: cor laranja

Sais de estrôncio ou carbonato de lítio: cor vermelha

Sais de sódio: cor amarela

Pó de titânio, alumínio ou magnésio: cor Prata (chuva de prata)

Ferro: cor dourada

Cobre: cor azul

Sobre a reação de combustão correspondente, assinale o gráfico que melhor a descreve:

• a

• b

• c

• d

• e

Answer explanation

Apesar haver duas reações, apenas a que tiver maior energia de ativação corresponde a alternativa correta.

No diagrama ao lado, o valor da energia de ativação corresponde (em kcal) a:

• 25

• 85

• 110

• 6

• 40

A energia dos alimentos vem dos nutrientes que os compõem, os quais são compostos por substâncias químicas formadas pela união de átomos. Quando as ligações são rompidas ou formadas, ocorre a liberação ou absorção de energia química.  Logo, os alimentos possuem sim energia, a energia química, que é medida em calorias (cal).

O gasto energético consiste na energia gasta para manter o funcionamento normal do organismo, como por exemplo, a respiração, a circulação sanguínea e a conservação da temperatura corpórea.

Alimentos termogênicos são alimentos que promovem um aumento no gasto de energia em nosso corpo por meio da queima de calorias para produção de calor. ( por isso contribuem para a perda de peso já que um maior gasto de energia promove o emagrecimento).

A energia tem a sua unidade de medida, assim como a massa que é medida em Kg e o volume em L.

1 cal = 4,18 J

Se um alimento possui 2 kcal, a quantos joules de energia corresponde:

• 8360J

• 9200J

• 8350 J

• 48000J