PROBLEMAS PRUESTOS

"La mayoría de las ideas fundamentales de la ciencia son esencialmente sencillas y, por regla general pueden ser expresadas en un lenguaje comprensible para todos."
Einsten.

1.- El compuesto A se desintegra mediante una reacción de 1er orden. Después de 540 s queda el 32.5% del compuesto inicial.
a)Calcule K.
b)¿Qué tiempo se requerirá para que se descomponga el 25%?

2.- El P32 es muy usado como trazador radiactivo en estudios bioquímicos y genéticos. Se desintegra por emisión b con una vida media de 14.2 días. Se van a desechar hidrolizados celulares que contengan 0.8 curies de P32 como residuo, una vez que haya descendido su radiactividad total a un nivel aceptable de 1x10-5 curies. Calcular el período que deberán almacenarse estos hidrolizados para que su radiactividad haya descendido a este nivel.
Las reacciones de desintegración experimentan una cinética de 1er orden.

3.- Una reacción unidireccional entre los compuestos A y B tiene lugar con una cinética global de 2º orden (k = 5x10-2 l/mol·s a 310 ºK). Calcular las concentraciones de A y B que quedarán después de 30s de reacción, si las concentraciones iniciales eran de 0.2 mol/l para A y 0.1 mol/l para B.

4.- Cuando se siguió la descomposición del compuesto A en una disolución acuosa de 1 mol/l a 303 K, se encontró que su concentración descendía en un 20% en 10 minutos. Calcular la constante de velocidad de la reacción considerando que obedece a una cinética de:
a) Orden cero.
b) 1er orden
c) 2º orden con respecto a A.

5.- La constante de velocidad relativa al proceso monomolecular de la descomposición del ácido aceton-propanodioico, tiene un valor de 2.46x10-5 a 0 ºC y 576x10-5 a 40 ºC. Calcular la Eact. en cal/mol.

6.- A una temperatura cercana a la ambiental (300ºK) una antigua regla química dice que la velocidad de la reacción se duplica si la temperatura aumenta 10ºC. Suponiendo que la que se duplica es la constante de velocidad, calcule el valor que debería tener la Eact. si esta regla fuese exacta.

7.- Considere una reacción A -----> P que es del orden de n = 1/2.

a) Obtenga la ecuación integrada para la determinación de K.
b) Determine la ecuación de velocidad considerando ahora n = 3/2.

8.- Se observó la presión parcial del azometano,  (designado a continuación como A) como una función del tiempo a 600 K, con los resultados que se indican a continuación:

t (s)

0

1000

2000

3000

4000

P (10-2 mmHg)

8.2

5.72

3.99

2.78

1.94

Confirmar que la descomposición:  es de 1er orden con respecto a A y obtener la constante de velocidad a esta temperatura.

9.- Un metabolito inestable se descompone muy rápidamente en disolución acuosa a pH 7. En todas las temperaturas dentro del margen de 15 a 37ºC, la descomposición tiene lugar con una cinética de 1er orden, obteniéndose los siguientes valores para la constante de velocidad:

Temperatura (ºC)

K (s-1)

15

2.51 X 10-4

20

4.57 X 10-4

25

8.22 X 10-4

30

1.445 X 10-3

37

3.09 X 10-3

A partir de estos datos determinar la energía de activación (Eact) de la descomposición.

10.- Se siguió la marcha de una reacción rápida entre los compuestos A y B durante un período de 60s a 310ºK, midiendo las concentraciones de A y B que quedaban en diferentes tiempos. Se obtuvieron los siguientes resultados:


Tiempo (s)

[A] (mol/dm3)

[B] (mol/dm3)

0

0.2

0.1

10

0.166

0.066

20

0.146

0.046

30

0.134

0.034

60

0.114

0.014

Determinar el orden de la reacción y calcular el valor de su constante de velocidad.

11.- Volúmenes iguales de dos soluciones equimolares de reaccionantes A y B se mezclaron y sucedió la reacción A+B®C. Al cabo de una hora "A" había reaccionado un 75% ¿Cuánto "A" quedó sin reaccionar al cabo de 2 horas, si la reacción es:

a)1er orden en A y orden cero en B.
b)1er orden en A y 1er orden en B.
c)Orden cero en A y B.

12.- Sí una reacción de primer orden tiene una energía de activación de 25000 cal/mol y el coeficiente preexponencial un valor de 5 X 1013 s-1 ¿A qué temperatura de reacción se tendrá una vida media de
a)1 minuto
b)1 mes (de 30 días)?

13.- A 378 ºC el período medio para la descomposición térmica de primer orden de óxido de etileno es de 363 min y la Eact vale 52000 cal/mol. Con base en estos datos estime el tiempo requerido para que el óxido de etileno se descomponga en un 75% a 450 ºC.

14.- La constante de velocidad de una hidrólisis alcalina de formación de etilo a 30ºC es k = 4.53 lt/mol·s.

a)Si ambos reactivos se hallan presentes a una concentración de 0.001M ¿Cuál será la vida media de reacción?
b)Si se duplica la concentración de uno de los reactivos y la del otro se reduce a la mitad, ¿cuánto tiempo tomará para que reaccione la mitad del reactivo de concentración menor?

15.- Se colocaron 100 bacterias en un frasco de un litro que contenía un medio apropiado de cultivo a 40ºC, obteniéndose los siguientes resultados experimentales (orden cinético, n = 1):

 

t (min)

0

30

60

90

120

No. de bacterias

100

200

400

800

1600

a)¿Cuál es la constante de velocidad (velocidad específica de crecimiento)?
b)¿Cuántas bacterias predeciría a los 150 min?
c)¿Cuánto tardaría en haber 1 x106 bacterias?

16.- Comprobar que la descomposición del pentóxido de nitrógeno (N2O5) en solución de CCl4 a 45°C es de 1er orden.

t (s)

0

184

319

526

867

1198

1877

2315

3144

[N2O5](mol/l)

2.33

2.08

1.91

1.67

1.36

1.11

0.72

0.55

0.34

17.- Se encontró que una estatua de madera hallada en el medio oriente, contenía una cantidad de 14C (vida media de 5570 años) igual al 10.1% de la que contenía un pedazo de madera de un árbol de la misma región. Calcule hace cuanto tiempo se hizo la estatua.

18.- Brown y Eldred (J. Am. Chem. Soc., 71, 445 (1949)), investigaron la velocidad de la reacción:

(C2H5)3N + CH3I           [(C2H5)3N+(C3)]I-

en nitrobenceno a 25 °C. Las concentraciones iniciales de amina y de yoduro de metilo eran ambas iguales a 0.0198 M. Obtuvieron los rsultados siguientes:

t (s)

[(C2H5)3N+(C3)]I- (mol/l)

1200

0.00876

1800

0.01066

2400

0.01208

3600

0.01392

4500

0.01476

5400

0.01538

Verificar que la reacción es de 2° orden y calcular la constante de velocidad.

19.- Wig obtuvo las siguientes constantes de velocidad para la descomposición del ácido dicarboxílico (n=1) en acetona en solución acuosa.

T (°C)

0

20

40

60

K (x10-5) (s-1)

2.46

47.5

576

5480

a) Obtenga la ecuación de Arrhenius.
b) ¿Cuál es la vida media de esta reacción a 80°C?

 

 

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