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Preguntas y problemas 621

M¿ ? 1 M– ? ¡ M¿OM– terminación c) ¿Cómo varía el mecanismo de la reacción con la pre-
k t
sión? (Sugerencia: Es necesario utilizar la ecuación del
1
Con frecuencia, el iniciador que se utiliza en la polime- problema 13.124 y elaborar una gráfi ca de log t contra
2
rización del etileno es el peróxido de benzoílo log P.)
[(C 6 H 5 COO) 2 ]: 13.130 La energía de activación para la reacción
[(C 6 H 5 COO) 2 ] ¡ 2C 6 H 5 COO ?
N 2 O(g) ¡ N 2 (g) 1 O(g)
Ésta es una reacción de primer orden. La vida media del es de 2.4 3 10 kJ/mol a 600 K. Calcule el porcentaje
2
peróxido de benzoílo a 100°C es de 19.8 min. a) Calcule de incremento en la rapidez de 600 K a 606 K. Explique
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la constante de rapidez (en min ) de la reacción. b) sus resultados.
Si la vida media del peróxido de benzoílo es de 7.30 h,
13.131 La rapidez de una reacción fue seguida por medio de la
o 438 min, a 70°C, ¿cuál es la energía de activación (en absorción de luz por parte de los reactivos y productos
kJ/mol) para la descomposición del peróxido de ben-
como una función de las longitudes de onda (l 1 , l 2 , l 3 ).
zoílo? c) Escriba las leyes de rapidez para las etapas ¿Cuál de los siguientes mecanismos concuerda con los
elementales en el proceso de polimerización anterior e
datos experimentales?
identifi que el reactivo, el producto y los intermediarios. a) A ¡ B, A ¡ C
d) ¿Cuál es la condición que favorece el crecimiento del b) A ¡ B 1 C
polietileno de cadena larga y alta masa molar? c) A ¡ B, B ¡ C 1 D
13.126 La constante de rapidez para la reacción en fase gaseosa d) A ¡ B, B ¡ C
H 2 (g) 1 I 2 (g) ¡ 2HI(g) 1
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es de 2.42 3 10 /M ? s a 400°C. Inicialmente se coloca
una muestra equimolar de H 2 y I 2 en un recipiente a Absorción de luz
400°C y la presión total es de 1 658 mmHg. a) ¿Cuál es
la rapidez inicial (M/min) de la formación de HI? b) 2
¿Cuál es la rapidez de formación de HI y la concentra-
3
ción de HI (en molaridad) después de 10.0 min?
13.127 Una molécula de proteína, P, de masa molar m se dime- Tiempo
riza cuando se permite que permanezca en disolución a 13.132 Se preparó una mezcla de gas que contiene fragmentos
temperatura ambiente. Un mecanismo posible es que la de CH 3, moléculas de C 2 H 6 y un gas inerte (He) a 600 K
molécula de proteína primero se desnaturalice (es decir, con una presión total de 5.42 atm. La reacción elemental
que pierda su actividad debido a un cambio en la estruc-
CH 3 1 C 2 H 6 ¡ CH 4 1 C 2 H 5
tura global) antes de dimerizarse.
tiene una constante de rapidez de segundo orden de 3.0
k 4
P ¡ P*(desnaturalizada) lento 3 10 /M ? s. Dado que las fracciones molares de CH 3 y
2 P * ¡ P 2 rápido C 2 H 6 son de 0.00093 y 0.00077, respectivamente, cal-
cule la rapidez inicial de la reacción a esta temperatura.
donde el asterisco denota una molécula de proteína des-
13.133 Para prevenir daño cerebral, un procedimiento médico
naturalizada. Derive una expresión para la masa molar
–
promedio (de P y P 2 ), m, en términos de la concentra- drástico es disminuir la temperatura corporal de alguien
que ha sufrido un paro cardiaco. ¿Cuál es la base fi sio-
ción inicial de la proteína [P] 0 y la concentración al
tiempo t, [P] t , y m. Explique la forma en que se deter- lógica para este tratamiento?
13.134 La energía de activación (E a ) para la reacción
minaría k a partir de las mediciones de la masa molar.
13.128 Cuando se cambió la concentración de A en la reacción 2N 2 O(g) ¡ 2N 2 (g) 1 O 2 (g) ¢H° 52164 kJ/mol
A ¡ B de 1.20 M a 0.60 M, la vida media aumentó es de 240 kJ/mol. ¿Cuál es la E a para la reacción contra-
de 2.0 min a 4.0 min a 25°C. Calcule el orden de la
ria?
reacción y la constante de rapidez. (Sugerencia: Utilice
la ecuación del problema 13.124.) 13.135 Las constantes de rapidez para la descomposición de
primer orden de un compuesto orgánico en disolución
13.129 A cierta temperatura elevada, el amoniaco se descompo- se miden a varias temperaturas:
ne sobre la superfi cie del tungsteno metálico como sigue:
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k (s ) 0.00492 0.0216 0.0950 0.326 1.15
1 3
NH 3 ¡ 2 N 2 1 2 H 2 T (K) 278 288 298 308 318
Los datos cinéticos se expresan como la variación de la Determine gráfi camente la energía de activación y el
vida media con la presión inicial del NH 3 : factor de frecuencia para la reacción.
P (mmHg) 264 130 59 16 13.136 Suponga que la formación de dióxido de nitrógeno:
t 1 (s) 456 228 102 60 2NO(g) 1 O 2 (g) ¡ 2NO 2 (g)
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a) Determine el orden de la reacción. b) ¿De qué mane- es una reacción elemental. a) Escriba la ley de rapidez
ra el orden de la reacción depende de la presión inicial? para esta reacción. b) Una muestra de aire a cierta tem-