UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHO

CENTRO DE CINCIAS EXATAS E TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE QUMICA FISICO-QUMICA III LISTA DE EXERCCIOS SOBRE TEORIA DE ARRHENIUS e CATLISE

1-Estabelea comparao entre a teoria das colises e a teoria do complexo

ativado.

2-Que reao responde mais acentuadamente a variaes de temperatura,

uma que tem energia de ativao de 52 kJ mol-1 ou outra cuja energia de

ativao de 25 kJ mol-1 ? Justifique a resposta!

3-A constante de velocidade de uma reao 1,78x10-4 L mol-1 s-1 a 19 oC e

1,38x10-3 L mol-1 s-1 a 37 oC. Determine os parmetros de Arrhenius da

reao.

4-A energia de ativao para a decomposio do cloreto de benzenodiaznio

99,1 kJ mol-1. Em que temperatura a velocidade de decomposio ser

10% maior do que a sua velocidade a 25 oC ?

5-A constante de velocidade de uma reao aumenta por um fator de 1,23

quando a temperatura aumenta de 20 oC para 27 oC . Qual a energia de

ativao da reao ?

6-Um alimento apodrece cerca de 40 vezes mais rpido a 25 oC do que

quando estocado a 4 oC. Calcule a energia de ativao global para os

processos responsveis por sua decomposio.

7-Suponha que a constante de velocidade de uma reao diminua por um

fator de 1,23 quando a temperatura aumenta de 20 oC para 27 oC. Qual

seria a energia de ativao da reao?

8-Quais os principais modelos propostos para explica a catlise enzimtica?

Descreva cada um deles.

9- Com base no mecanismo proposto para catlise enzimtica:

Deduza a equao de Michaelis-Menten .

10-Diferentes solues contendo um substrato em vrias concentraes

foram preparadas, sendo adiciona uma mesma quantidade pequena de

enzima a cada uma dessas solues. A tabela de dados, a seguir, apresenta

as concentraes de substrato utilizadas e a velocidade de formao do

produto.

[S]/(mol L-1) 10,0 20,0 40,0 80,0 120,0 180,0 300,0

/(mol L-1 s-1) 0,32 0,58 0,90 1,22 1,42 1,58 1,74

Determine a velocidade mxima e a constante de Michaelis para a reao.

11-Cinco solues de concentraes distintas de substrato ( ver tabela a

seguir) foram preparadas e posteriormente divididas, cada uma delas, em

cinco solues de volumes iguais. A mesma concentrao de enzima estava

presente em cada uma das solues. Um inibidor foi, ento, adicionado em

cinco diferentes concentraes, a cada uma das amostras. A velocidade

inicial de formao do produto foi determinada e encontra-se na tabela a

seguir. O inibidor atua de forma ou de forma no-competitiva ? Determine

os valores de KI e KM .

[I]/(mmol L-1)

[S]/(mmol L-1) 0 0,20 0,40 0,60 0,80

0,050 0,033 0,026 0,021 0,018 0,016

/(

m

molL

-1s

-1)

0,10 0,055 0,045 0,038 0,033 0,029

0,20 0,083 0071 0,062 0,055 0,050

0,40 0,111 0,100 0,091 0,084 0,077

0,60 0,126 0,116 0,108 0,101 0,094

12- A converso de um substrato, catalisada por uma enzima, a 25 oC, tem

uma constante de Michaelis de 0,045 mol L-1. A velocidade da reao 1,15

mmol L-1s-1 quando a concentrao do substrato 0,110 mol L-1. Qual a

velocidade mxima dessa enzimlise?

13- A velocidade, , de uma reao catalisada por enzima foi medida para

vrias quantidades diferentes de substrato presente, com a concentrao da

enzima valendo 12,5 mol L-1, e os seguintes dados foram obtidos:

[S]/(mmol L-1) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

/(mol L-1 s-1) 1,1 1,8 2,3 2,6 2,9

Determine a constante de Michaelis-Menten, a velocidade mxima da

reao e a velocidade especfica mxima da enzima.

14-Os seguintes dados foram obtidos quando a velocidade de uma

enzimlise foi acompanhada (a) sem a presena de um inibidor, (b) com um

inibidor na concentrao de 15 mol L-1.

[S]/(104 mol L-1) 1,0 3,0 7,0 12,0 18,0

/(mol L-1 s-1) a 0,49 0,95 1,3 1,5 1,6

/(mol L-1 s-1) b 0,27 0,52 0,71 0,81 0,86

A inibio competitiva ou no-competitiva ?

15-Um dos mtodos eletroqumicos para a deteco e quantificao de

substncias o uso de biossensores enzimticos, que se baseia na tcnica

voltamtrica para medir potenciais de oxi-reduo da enzima. O artigo foi

publicado por professores da UFMA na revista Qumica Nova (Quim. Nova

vol. 30, n.1, fev. 2007). O estudo do biossensor enzimtico para deteco

de fungicidas, se baseou na oxidao de diferentes aldedos pela enzima

aldedo desidrogenase (AldH). A tabela a seguir apresenta a formao do

produto da reao (NADH) em funo do tempo para trs concentraes

iniciais de substrato (NAD+). A concentrao da enzima era constante.

[NAD+]o=5mmol.dm-3 [NAD+]o=7,5mmol.dm-3 [NAD+]o=10mmol.dm-3

T/s [NADH]/ mol dm-3 [NADH]/ mol dm-3 [NADH]/ mol dm-3

0 0 0 0

3 0,02 0,052 0,055

5 0,036 0,075 0,089

10 0,040 0,081 0,120

15 0,042 0,082 0,125

20 0,041 0,081 0,123

a)Determine as velocidades iniciais para cada corrida cintica;

b) Fazendo uso do grfico de Lineweaver-Burk determine KM e Vmax para

este sistema.

16- Apresente uma breve definio para cada um dos termos:

a)Equao de Arrhenius b)Teoria do estado estacionrio c)Teoria do

complexo ativado d)Catlise homognea e)Catlise heterognea.

17- Uma certa vacina apresenta prazo de validade de 30 dias se

armazenada a 4oC . Uma equipe precisa levar esta vacina a uma

comunidade distante, sem energia eltrica. Sabendo que a decomposio

desta vacina segue uma reao de primeira-ordem e que a energia de

ativao de 80 kJmol-1, quanto tempo a vacina pode permanecer sem

refrigerao, a uma temperatura mdia de 30 oC ?

18- Para confirmar a data do Santo Sudrio, num experimento em triplicata

independente (Oxford University, Universitu of Arizona, e no Swiss Federal

Institute of Technology) se comparou a quantidade de 14C no tecido e em

pedaos de plantas vivas que formam o tecido (linho); os achados foram

similares e determinou-se que a [14C] no tecido era igual a somente 85% da

[14C]o contido nas plantas vivas. Sabendo que o T1/2 para o decaimeneto

radioativo de primeira-ordem do 14C 5730 anos, calcule a idade (em anos)

do Sudrio. Por volta de que ano o tecido foi feito?

19- A constante de velocidade para a reao COCl2 (g) CO (g) + Cl2 (g) ,

H=103,1 kJ, dada pela equao [

1] =

11420

+ 15,154 , proponha

um grfico de coordenada de reao indicando:

a) Legendas das coordenadas x e y;

b) Energia de ativao para o processo endotrmico;

c) Energia de ativao para o processo exotrmico;

d) Reagentes

e) Produtos

f) Complexo ativado

g) Variao de entalpia

20- Considere os seguintes dados para a decomposio do nitrometano dada

pela equao: H3CNNCH3 (g) N2 (g) + C2H6(g).

Na temperatura de 298,4 oC.

t/(s) 0 600 1200 1980 2760 3900

P(H3CNNCH3)/(torr) 430,8 371,8 313,6 251,9 205,2 155,1

Na temperatura de 320,4 oC.

t/(s) 0

180

360 540 720 102

0

150

0

P(H3CNNCH3)/(tor

r)

212,

3

161,

7

130,

3

102,

0

80,

6

55,5 31,5

Determine as constantes de Arrhenius ( Ea e A).