1. Se calcula un periodo de vida media de 95,06 segundos para una reacción de primer orden. 2. Para una reacción de orden cero, se calculan periodos de vida media y tiempos de 150 y 180 minutos respectivamente. 3. Se determina que la descomposición del N2O5 sigue cinética de primer orden al obtener una constante de velocidad K similar en diferentes tiempos.

1. PROBLEMAS DE QUIMICA I Bilma Yupanqui P.

2. 1. Una cierta reacción es de primer orden. Sabiendo que luego de 70s ha reaccionado el 40% del reactivo ¿Calcular el periodo de vida media? Como es una reacción de primer orden: Cuando t = 70s, reaccionado el 40,0% queda el 60% ( del inicial) Despejando : K = 7,29x10 -3 s - t 1/2 =?, t 1/2 = ln2/K  t 1/2 = 0,693/ 7,29x10 -3 s - Despejando: t 1/2 = 95,06s ln (C A ₀/C A ) = Kt ln (C A ₀/0,60C A ₀ ) = K(70s)

3. 2. Se tiene que la concentración molar de A es 4,5 M. si luego de 180 minutos la concentración es 1,8M. Si la reacción sigue una cinética de Orden Cero. Calcular: a)El periodo de vida media. b)El tiempo que debe transcurrir para que la concentración de A sea 0,5M. Reacción de orden cero: ----- (1) La concentración inicial es 4,5M La concentración es 1,8M cuando el t = 180min, reemplazando en la ecuación: Despejando K = 0,015M/min a) t 1/2 = C A₀ /2K  t 1/2 = 4,5M/2(0,015M/min)  t 1/2 = 150min b) En la (1) : 4,5M – 1,8M = 0,015M/min(t) despejando t= 180 min. C A₀ - C A = Kt 4,5M - 1,8M = K(180min)

4. 3. A 25°C,la descomposición del pentaóxido de dinitrógeno en dióxido de nitrógeno y oxígeno proporcionó los siguientes datos: Determine la concentración cuando t =950 Cuando no se conoce el orden, se asume: Considerando que es de primer orden: Como la constante K presenta valores similares, se concluye que la reacción es de primer orden. ln (15/C A ) = 2,2x10 -3 (950min)  C A = 1,86moles/L t(min) 0 400 600 800 [N 2 O 5 ] (moles/l) 15,0 6,2 4,0 2,5 Ln (Ca₀/Ca) = Kt Ln (15/6,2) = K(400min)  K = 2,2x10 -3 Ln (15/4,0) = K(600min)  K = 2,2x10 -3 Ln (15/2,5) = K(800min)  K = 2,2x10 -3

5. 4. A 310° C y presión inicial de 784.3 torr, se descompone una muestra de arsenamina según la reacción de primer orden AsH3 (g)  As(s) + 3/2 H2 (g). Sabiendo que a las tres horas la presión alcanza el valor de 878.5 torr, calcular: a) la constante k de velocidad ; b) t 1/2 Sabemos que Como PV = RTn, P/RT = n/V = C  C A ₀ = P A ₀ /RT , C A = P A /RT Reemplazando en Ecuación de primer orden:  Datos: P A ₀ = 784,3torr , P T = 878,5 torr, nos falta conocer la P A ? AsH3 (g)  As(s) + 3/2 H2 (g) P inicial 784,3 --- P cambio - x 3/2 x P final 784,3 – x 3/2x P T = 878,5 torr = 784,3 – x + 3/2x x = 188,4 ln (Ca₀/Ca) = Kt ln ( P A ₀ /RT / P A RT ) = Kt ln ( P A ₀ / P A ) = Kt P AsH3 = P A = 784,3 – 188,4 = 595,9 Reemplazando en ln ( P A ₀ / P A ) = Kt ln ( 784,3 / 595,9 ) = K(3hr) K = 0,0915 hr – t 1/2 = ln 2/k = 0,693/ 0,0915 hr – t 1/2 = 7,57 hrs.

6. 5. La vida media para la descomposición radiactiva de primer orden del 14 C es 5730 años. En una muestra arqueológica se encuentra madera que posee tan sólo el 72% del 14 C que tienen los árboles vivos. ¿Cuál es la edad de la muestra? Reacción de primer orden: t 1/2 = ln 2/k  K = ln2/ t ½ = 0,693/5730años K = 1,209 x 10 -4 años -1 Sabemos: ln ( C A ₀ / C A ) = Kt ln ( C A ₀ / 0,72 C A ₀ ) = 1,209 x 10 -4 años -1 t Despejando: t = 2717,15 años

7. a) De la gráfica : t ½ = 9,9min = 10 min. b)K = ln2/ t ½  K = 0,693/10 min = 0,0693min - c)Velocidad=K[A] Velocidad =0,0693(1/min)(0,4x10 -2 mol/L) Velocidad = 2,772x10 - 4 mol/L min 6. Considerando que se tiene una reacción de primer orden , determine el periodo de vida media. De la gráfica la C A ₀ = 0,8 x10 -2 M el t ½ es cuando la concentración final es la mitad de la concentración inicial C A = 0,4 x10 -2 M

8. 7 . Una reacción de primer orden, cuando ha transcurrido 80s la presión inicial del reactante ha disminuido en un 20% . Calcular el periodo de vida media y cuanto será la presión del reactante si ha pasado 120s. Reacción de Primer orden La presión ha disminuido 20%, queda 80% ln(P A₀ /0,80P A₀ ) = K(80s)  K = 2,79x10 -3 min - t 1/2 =?, t 1/2 =ln2/K  t 1/2 = 0,693/2,79x10 -3 min - Despejando: t 1/2 = 248,38min. b) ln(P A₀ /XP A₀ ) = 2,79x10 -3 min - (120min) Despejando X = 0,7142, La presión del reactante será 71,42% De la Presión Inicial ln ( P A ₀ / P A ) = Kt

9. 8. En presencia de CCl 4 , el N 2 O 5 se disocia en oxígeno y dióxido de nitrógeno. Si la cinética de este proceso es de orden uno y su constante de velocidad, a 30 ºC, es 1,23 x 10 -5 : a) ¿Cuáles son las unidades de k? b) ¿Cuál será el valor de la velocidad a 30 ºC si la concentración inicial de reactivo es 0,5 M? c) Si la reacción fuese a 50 ºC, ¿aumentaría la velocidad de reacción? d) Si la concentración inicial del reactivo fuese 0,001 M, ¿cuál sería la velocidad del proceso? a) Velocidad = K C A M/s = K (M)  K = 1/s b) Velocidad = 1,23x10 -5 (1/s) (0,5M) Velocidad = 6,25 x10 -5 (M/s) c) Si cuando se incrementa la T, la velocidad de reacción aumenta. d) Velocidad = 1,23x10 -5 (1/s) (0,001M)=1,23x10 -8 M/s

10. 9. La velocidad de reacción del proceso A + B  C, sigue la ecuación: V = K[A] 2 [B] A partir de estos datos responde a las siguientes cuestiones: a) Indica el orden parcial de cada reactivo y el orden total de la reacción. Es una reacción de Segundo Orden para A y de primer Orden para B. el orden Total es 3. b) Si aumentamos la temperatura del sistema, ¿afectaría a esta reacción? Si aumentamos la temperatura, la Velocidad de reacción sería mayor porque las moléculas se encuentran energetizadas (>E K ) c) Si duplicamos la concentración inicial de A, ¿cómo variará la velocidad del proceso? ¿Y si triplicamos la concentración inicial de B? Sabemos que la velocidad del proceso es: V = K[A] 2 [B] Si duplicamos la concentración de A: V = K[2A] 2 [B]= 4 K[A] 2 [B] La velocidad se cuadruplica. Si triplicamos la concentración de B: V = K[A] 2 [3B]= 3K[A] 2 [B] La velocidad se triplica.

11. 10.En un recipiente de 5L que contiene inicialmente 0,4 moles de A, según la reacción: 2A  B + 2C, al cabo de 200 s quedan 0,2 moles de A. Calcular la velocidad media de la reacción en ese periodo de tiempo. Velo Media : - ½( Δ C A / Δ t) = -1/2(0.2/5 -0,4/5)/200 = 0.0001M/s Determinar la concentración de B y C. - ½( Δ C A / Δ t) = ( Δ C B / Δ t)  0,0001M/s = Δ C B /200s Δ C B = 0,02M = C B - C B ₀ como C B ₀ = 0,  C B = 0,02M De la ecuaciòn B + 2C, la C C = 0,04M