Page 649 - Quimica - Undécima Edición
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Preguntas y problemas            619



                          H 2 (g) 1 2ICl(g) ¡ 2HCl(g) 1 I 2 (g)
                                                                                Tiempo (min)    [C 12 H 22 O 11 ]
                    La ley de rapidez para la reacción es rapidez 5 k[H 2 ]         0           0.500
                    [ICl]. Sugiera un posible mecanismo para la reacción.          60.0         0.400
              13.107    La ley de rapidez para la siguiente reacción               96.4         0.350
                                                                                  157.5         0.280
                          CO(g) 1 NO 2 (g) ¡ CO 2 (g) 1 NO(g)
                                     2
                    es, rapidez 5 k[NO 2 ] . Sugiera un posible mecanismo   13.112  La constante de rapidez de primer orden para la des-
                                                                         composición del éter dimetílico
                    para la reacción, en el que la especie inestable NO 3  sea
                    un intermediario.                                        (CH 3 ) 2 O(g) ¡ CH 4 (g) 1 H 2 (g) 1 CO(g)
                                                      5
                                           1
              13.108  El plutonio-239 radiactivo (t  5 2.44 3 10  años) se
                                                                                     24
                                                                                        21
                                           2                             es de 3.2 3 10  s  a 450°C. La reacción se lleva a
                    utiliza en reactores nucleares y bombas atómicas. Si
                               2
                    hay 5.0  3 10  g del isótopo en una pequeña bomba    cabo en un matraz, a volumen constante. Al inicio sólo
                    atómica, ¿cuánto tiempo tardará en desintegrarse la   está presente el éter dimetílico y la presión es de 0.350
                                       2
                    sustancia hasta 1.0 3 10  g, que es una cantidad dema-  atm. ¿Cuál es la presión del sistema después de 8.0
                    siado pequeña para una bomba efi caz?                min? Suponga un comportamiento ideal.
                                                                   13.113  A 25°C, la constante de rapidez para la reacción de la
              13.109  Muchas reacciones que implican catálisis heterogénea   desintegración del ozono O(g) 1 O 3 (g) ¡ 2O 2 (g) es
                    son de orden cero, es decir, rapidez 5 k. Un ejemplo es       215   3
                                                                         de 7.9 3 10   cm /molécula ? s. Exprese la constante
                    la descomposición de la fosfi na (PH 3 ) en presencia de   de rapidez en unidades de 1/M ? s.
                    tungsteno (W):
                                                                   13.114  Considere las siguientes etapas elementales para una
                               4PH 3 (g) ¡ P 4 (g) 1 6H 2 (g)            reacción consecutiva:
                    Se encontró que la reacción es independiente de [PH 3 ]          A ¡ B ¡ C
                                                                                         k 1
                                                                                               k 2
                    cuando la presión de la fosfi na es sufi cientemente alta
                    ($ 1 atm). Explique.                                 a) Escriba una expresión para la rapidez del cambio de
                                                                         B. b) Derive una expresión para la concentración de B,
              13.110  El cerio(IV) oxida el talio(I) como sigue:
                                                                         en condiciones de estado estacionario, es decir, cuando
                            1
                          Tl 1 2Ce 41  ¡ Tl 31  1 2Ce 31                 B se descompone para formar C a la misma rapidez con
                                                                         la que se forma a partir de A.
                    Las etapas elementales, en presencia de Mn(II), son:
                                                                   13.115  El etanol es una sustancia tóxica que, cuando se consu-
                          C    e 41  1 Mn 21  ¡ Ce 31  1 Mn 31           me en exceso, puede alterar las funciones respiratoria y
                                                                         cardiaca, por interferencia con los neurotransmisores
                          C    e 41  1 Mn 31  ¡ Ce 31  1 Mn 41
                                                                         del sistema nervioso. En el cuerpo humano, la enzima
                            l T    1  1 Mn 41  ¡ Tl 31  1 Mn 21          alcohol deshidrogenasa metaboliza el etanol hasta ace-
                                                                         taldehído, que es el causante de “la resaca”. a) Con base
                    a) Identifi que el catalizador, los intermediarios y el
                                                                         en el conocimiento de la cinética enzimática, explique
                    paso determinante de la reacción si la ley de rapidez es   por qué el exceso en la bebida (es decir, consumir
                                41
                                      21
                    rapidez 5 k[Ce ][Mn ]. b) Explique por qué la reac-
                                                                         demasiado alcohol rápidamente) puede tener conse-
                    ción es muy lenta sin el catalizador. c) Clasifi que el tipo   cuencias mortales. b) El metanol es todavía más tóxico
                    de catálisis (homogénea o heterogénea).
                                                                         que el etanol. También se metaboliza por la enzima
              13.111 La  sacarosa (C 12 H 22 O 11 ), conocida como azúcar de   alcohol deshidrogenasa, y el producto formaldehído
                    mesa, se hidroliza (reacciona con el agua) para formar   puede causar ceguera e incluso la muerte. Un antídoto
                    fructosa (C 6 H 12 O 6 ) y glucosa (C 6 H 12 O 6 ):  para el envenenamiento con metanol es el etanol.
                                                                         Explique cómo funciona este proceso.
                        C 12 H 22 O 11 1 H 2 O ¡ C 6 H 12 O 6 1 C 6 H 12 O 6
                                                                   13.116  El estroncio-90, un isótopo radiactivo, es uno de los
                                           fructosa  glucosa
                                                                         principales productos de la explosión de una bomba
                    Esta reacción es de gran importancia en la industria del   atómica. Tiene una vida media de 28.1 años. a) Calcule
                    caramelo. Primero, la fructosa es más dulce que la saca-  la constante de rapidez de primer orden para su desinte-
                    rosa. Segundo, una mezcla de fructosa y glucosa, deno-  gración nuclear. b) Calcule la fracción de  Sr que resta
                                                                                                         90
                    minada “azúcar invertido”, no se cristaliza, por lo que   después de 10 vidas medias. c) Calcule el número de
                    los caramelos que contienen este azúcar son blandos y   años que se requiere para que desaparezca 99% del  Sr.
                                                                                                                90
                    no quebradizos como los caramelos que contienen cris-
                                                                   13.117  Considere los perfi les de energía potencial para las
                    tales de sacarosa. a) A partir de los siguientes datos,   siguientes tres reacciones (de izquierda a derecha). 1)
                    determine el orden de la reacción. b) ¿Cuánto tiempo
                                                                         Clasifi que las rapideces de las reacciones de la más len-
                    tomará para que se hidrolice 95% de la sacarosa? c)   ta a la más rápida. 2) Calcule DH para cada reacción y
                    Explique por qué la ley de rapidez no incluye [H 2 O] a
                                                                         determine qué reacción(es) es(son) exotérmica(s) y qué
                    pesar de que el agua es un reactivo.                 reacción(es) es(son) endotérmica(s). Suponga que, en
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