MA41-Química UPC 2013-2

Taller N°10 1

TALLER N° 10

CINÉTICA QUÍMICA Y REACCIONES ÓXIDO REDUCCIÓN

Cinética Química

1. Escribir la ecuación de la ley de velocidad para cada una de las siguientes reacciones elementales: a) 2H2O2(ac) → 2H2O(l) + O2(ac) b) 2H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) c) NO2(g) + NO3(g) → NO2(g) + O2(g) + NO(g)

Para cada una de las reacciones, indique el orden parcial de cada reactivo y el orden

total de la reacción.

2. Para la reacción sencilla A(ac) + 2B(ac) AB2(ac) si la velocidad de reacción es de 4,0 x10-4 mol/L.min y las concentraciones de A y B son respectivamente 0,2 M y 0,1 M. Calcule la constante de velocidad de reacción e indique sus unidades de dicha constante. Considere que las órdenes parciales son 1 y 1 de cada sustancia.

3. Se tiene la siguiente reacción elemental: 2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g), cuya velocidad de

reacción es de 0,01344 M/s. Si la constante de velocidad es de 2,1x10-3 M-2.s-1 y la concentración [NO] es de 2,00 M ¿Cuál es la concentración de Cl2, en mol/L?. Considere que el orden parcial de NO y Cl2 es la unidad.

4. La reacción de conversión del ciclopropano en su isómero propeno es de primer orden. Calcule la concentración del ciclopropano después de 200 segundos ocurrida a 773 K, si la concentración inicial de ésta era 0,1 mol/L y k= 6,7x10-4 s-1.

5. Determine la ecuación de la ley de velocidad para la siguiente reacción:

A(ac) + B2(ac) C(ac) + D2(ac)

Si experimentalmente se han obtenido los datos que figuran en la tabla.

[A] (M) [B2] (M) Velocidad de reacción (M/s)

0,0126 0,0125 1,40 x 10-2

0,0252 0,0250 1,12 x 10-1

0,0252 0,0125 5,60 x 10-2

6. Una reacción de un reactivo A con un reactivo B, muestra los siguientes datos de

velocidad cuando se estudia a diferentes concentraciones de A y B:

Experimento [A] (M) [B] (M) V0 (M/s)

1 0,25 0,25 0,015

2 0,50 0,25 0,030

3 0,25 0,50 0,060

4 0,50 0,50 0,120

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Indique cuales de las siguientes afirmaciones son ciertas:

a) La reacción es de orden 1 con respecto a A b) La reacción es de orden 1 con respecto a B c) El orden de reacción total es 3 d) El valor de la constante de velocidad es 0,96

7. La descomposición del N2O5 a 70 °C es la siguiente:

2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)

La reacción es de primer orden con una contante de velocidad de 6,82x10-3 s-1. Si iniciamos de 0,3 moles de N2O5 en 1 L de solución, Responde: a) ¿Cuántas moles de de N2O5 quedarán después de 5,5 min? b) ¿Cuántos minutos tomará para que la cantidad de de N2O5 se reduzca a 0,060

moles? c) ¿Cuál es la vida media, en segundos, del N2O5 a 70 °C?

8. El tiempo de vida media en una reacción de primer orden resultó ser de 2,20

minutos. ¿Cuál es la constante de velocidad para dicha reacción? En cuánto tiempo se consume el 65 % del reactivo?

Electroquímica

1. Identificar los estados de oxidación de los elemento en negrita para cada uno de los

siguientes compuestos: a. CuSO4 b. HCl c. Co(NO3)3 d. H2O e. ZnCl2 f. FeO

2. Indique la veracidad (V) o falsedad (F), respecto a las reacciones redox: a) Ocurre una reducción y oxidación simultáneamente. ( ) b) Hay transferencia de electrones. ( ) c) No hay cambios en los estados de oxidación de las especies. ( ) d) Una reducción implica una ganancia de electrones. ( )

3. Indique cual de los siguientes reacciones son redox:

i. Zn(s) + O2(ac) → ZnO2(s)

ii. AgNO3(ac) + NaCl(ac) → AgCl(ac) + NaNO3

iii. NaOH(ac) + HCl(ac) → NaCl(ac) + H2O(g)

iv. Ni(NO3)2(ac) + Zn(s) → Ni(s) + Zn(NO3)2(ac)

4. Para las siguientes reacciones: i. Zn(s) + 2HCl(ac) → ZnCl2(ac) + H2(g)

ii. 2HNO3(ac) + 3H2S(ac) → 2NO(ac) +3S (s) + 4H2O(l)

iii. SnO(s) + CO(g) → Sn(s) + CO2(g)

iv. Cu(s) + Ag+(ac) → Cu2+

(ac) + Ag(s)

a) ¿Cuál es la sustancia que se oxida y cuál se reduce?

b) ¿Cuál es el agente oxidante y cuál el reductor?

c) ¿Cuántos electrones se transfieren en la reacción?

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5. Para cada una de las siguientes reacciones: i. Mg(s) + HCl(ac) → MgCl2(ac) + H2(g)

ii. AgNO3(ac) + Fe(s) → Ag(s) + Fe(NO3)2(ac)

iii. Zn(ac) + SnCl2(ac) → Sn(ac) + ZnCl2(ac)

a) Escribir las semireacciones de oxidación y reducción

b) ¿Cuál es la especie oxidada y especie reducida?

c) ¿Cuál es el agente oxidante y cuál el reductor?

d) ¿Cuántos electrones se transfieren en cada una de las reacciones?

6. La electroquímica es una rama de química que se encarga de estudiar la relación entre la energía……………………. y la energía…………………………..

7. Dentro de la electroquímica, se estudian dos tipos de celdas: las

…………………………….y la ………………………………Ambas celdas tiene aplicaciones importantes en nuestro país.

8. Indicar la veracidad (V) y falsedad (F), respecto a las celdas galvánicas: a) Ocurren procesos redox espontáneos. ( ) b) En el ánodo ocurre la reducción. ( ) c) Ocurre simultáneamente la oxidación y la reducción. ( ) d) Generan corriente eléctrica continua. ( )

9. La siguiente representación es la notación abreviada de una celda galvánica a 25 °C:

Zn(s)/Sn2+(ac)//Zn2+

(ac)/Sn(s)

a) Realizar un esquema de la celda indicando todos sus componentes. b) Escribir las semireacciones de oxidación y reducción e indique el agente

oxidante y reductor. c) Escribir la reacción completa o global. d) Indicar el número de electrones transferidos.

10. Para la siguiente reacción a 25 °C:

Zn(s) + Cd2+(ac) → Zn2+

(ac) + Cd(s) a) Escribir las semireacciones de oxidación y reducción e identifique la especie

oxidada y reducida. b) Escribir el diagrama (notación abreviada) de la pila. c) Indicar el número de electrones transferidos. d) Esquema de la pila galvánica

11. Para la pila Cu(s) / Cu2+

(ac) // Ag+(ac) /Ag

a) Escriba las reacciones de oxidación y reducción y la reacción completa. b) Indique los agentes oxidante y reductor y las especies oxidada y reducida. c) Indique el número de electrones transferidos. d) Indique el polo positivo y negativo de la pila.