Problemasdecineticaquimicaresueltos 19039

PROBLEMAS DE CINÉTICA QUÍMICA RESUELTOS.

1.

2.

Una reacción en solución entre los compuestos A y B, se siguió durante 1 hora a una
temperatura de 37 oC. Se midió la concentración residual de los reactivos a diferentes
intervalos de tiempo. Determine el orden de reacción y el tiempo de vida media.
t (min)
0
10
20
30
60
0.200
0.166
0.146
0.134
0.114
[A] (M)
0.100
0.066
0.046
0.034
0.014
[B] (M)a(b-x)
0.02
0.0132
0.0092
0.0068
0.0028
b(a-x)
0.02
0.0166
0.0146
0.0134
0.0114
0
0.22919
0.46182
0.67833
1.40399
ln[b(a-x)/a(b-x)]
k (1/Mmin)
------0.2292
0.2310
0.2261
0.234
Se prueba directamente el orden total, ya que no se aplicó el aislamiento de Ostwald,
como son dos reactivos y se observa variación en ambos se prueba orden dos con a≠b
cuya ecuación es:
 1   b( a − x ) 
 ln 
k = 
 t (a − b)   a (b − x) 
El ácido fórmico se descompone sobre ácido sulfúrico dando monóxido de carbono y
agua. Los siguientes datos se obtuvieron a 25oC, determine el orden de reacción y la
k.
t (s)
V (cm3)
CO x 104 (mol)
F x 104 (mol)

0
0
0
18.5
---0
--0
----

25
6.3
2.81
15.7
0.112
0.165
0.66
97
3.88

50
11.6
5.18
13.3
0.104
0.33
0.66
210
4.20

75
16.3
7.28
11.2
0.097
0.5
0.66
350
4.67

10020.2
9.02
9.48
0.09
0.67
0.68
514
5.14

200
30.4
13.6
4.93
0.68
1.32
0.63
1490
7.44

250
33.5
15
3.54
0.6
1.65
0.61
2280
9.12

∞
41.5
18.5
0
--------------------

k0 x 104 (M/s)
ln(a/a-x)
k1 x 104 (1/s)
(1/a-x)-(1/a)
k2 (1/Ms)
Por la estequiometría de la reacción sabemos que por cada mol de CO producida se ha
descompuesto una de ácido fórmico (F) por tanto en condiciones stp:
V
molCo = CO = molF22400

0.0020
0.0018

n=0

(a-x) (moles formico)

0.0016
0.0014
0.0012
0.0010
0.0008
0.0006
0.0004

A
0,00167
7,49207E-5
B
-5,85422E-6
5,58911E-7
-----------------------------------------------------------R
SD
N
P
------------------------------------------------------------0,97373
1,29201E-4
8
<0.0001
------------------------------------------------------------

0.0002
0

50

100

150

200

250

t(s)

1.8

n=1

1.6
1.4
-3

1.2

-1

K1= 6.61 x 10 (s )

1.0

ln(a/a-x)
0.8
0.6

-----------------------------------------------------------A
0,00124
0,00188
B
0,00661
1,40332E-5
------------------------------------------------------------

0.4
0.2

R
SD
N
P
-----------------------------------------------------------0,99999
0,00324
8
<0.0001------------------------------------------------------------

0.0
-0.2
0

50

100

150

t (s)

200

250

2500

n=2
2000

1500

(1/a-x) - (1/a)
1000
A
-209,43319
108,497
B
8,86565
0,80939
------------------------------------------------------------

500

R
SD
N
P
-----------------------------------------------------------0,9759 187,10349
8
<0.0001
------------------------------------------------------------

0

0

50

100

150

200

250

t (s)

Seaisló una cepa de S. aureus de un producto lácteo contaminado, se resembró en un
medio de Baird Parker e incubó a 35oC durante 48 hrs., después de este tiempo se
contaron 500 colonias, en ese momento se le agregó un antibiótico efectivo contra
este microorganismo y se observó una disminución en el número de colonias.
En las 24 hrs. posteriores a la adición de antibiótico la muerte microbiana presentóuna constante de rapidez de 0.0077 hrs-1. Después de este tiempo se observó un
cambio en el comportamiento cinético del fenómeno y para el mismo cultivo se
determinó una constante de rapidez de 25 colonias/hr hasta la total eliminación de los
microorganismos. Calcule el tiempo en que se eliminaron todos los microorganismos
de este cultivo.
Primeras 24 horas: k= 0.0077 hrs-1 por tanto es orden unode modo que el número de
colonias después de ese tiempo es:
(a-x) = 415.64 colonias
ln(a − x) = ln a − kt = ln 500 − 0.0077 * 24 = 6.0298
Las siguientes horas hasta la muerte de todas las colonias, k = 25 Colonias/hr. Por
tanto es orden cero, de manera que el tiempo para que mueran las 415.64 colonias que
había cuando el régimen de orden cero inició es:
a − (a − x) 415.64 − 0
=
t=
= 16.63hr
k...