PAU Química 2011 · Setembre · Sèrie 2 · Exercici 3

3. El peròxid d’hidrogen (aigua oxigenada) és un producte de rebuig de moltes de les reaccions que tenen lloc en les cèl·lules vives. L’enzim catalasa en provoca la des- composició en productes menys nocius. catalasa 2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g) Es pot investigar experimentalment la cinètica d’aquesta reacció mesurant la quantitat d’oxigen gasós que es produeix amb el pas del temps. En una primera sèrie d’experiments al laboratori es van obtenir les dades que es mostren en la taula següent: Dades experimentals sobre la descomposició de l’aigua oxigenada [H2O2] inicial (molL–1) Velocitat inicial (μmolL–1s–1) Experiment 1 0,10 4,2 2 0,20 8,5 3 0,30 12,7 4 0,40 16,8 a) Justifiqueu quin és l’ordre de reacció respecte al peròxid d’hidrogen i calculeu la constant de velocitat de la reacció. [1 punt] b) Si duem a terme una segona sèrie d’experiments al laboratori, similar a l’ante- rior però utilitzant un conjunt de solucions de peròxid d’hidrogen de concen- tracions més elevades, obtenim la representació gràfica següent: Justifiqueu quin és l’ordre de reacció respecte al peròxid d’hidrogen a con- centracions elevades. Escriviu l’equació de velocitat en aquestes condicions i indiqueu les unitats de la constant de velocitat. [1 punt] DADES: La temperatura i la concentració de catalasa són constants en tots els experiments.

a) L’expressió de la velocitat de la reacció amb la concentració dels reactius serà: v = k [H2O2]x on x és l’ordre de reacció respecte el peròxid d’hidrogen. [0,2 p] En les experiències 1 i 2, si comparem com augmenta la velocitat inicial en augmentar la concentració de peròxid tenim: [H2O2]exp2 / [H2O2]exp1 = 0,20 / 0,10 = 2 ⇒ vexp2 / vexp 1 = 8,5 / 4,2 = 2,02 En les experiències 1 i 3, si comparem com augmenta la velocitat inicial en augmentar la concentració de peròxid tenim: [H2O2]exp3 / [H2O2]exp1 = 0,30 / 0,10 = 3 ⇒ vexp3 / vexp1 = 12,7 / 4,2 = 3,02 En les experiències 1 i 4, si comparem com augmenta la velocitat inicial en augmentar la concentració de peròxid tenim: [H2O2]exp4 / [H2O2]exp1 = 0,40 / 0,10 = 4 ⇒ vexp4 / vexp 1 = 16,8 / 4,2 = 4,00 Observem que, en duplicar la concentració de peròxid d’hidrogen es duplica (21) la velocitat, en triplicar-la es triplica (31) la velocitat i en quadruplicar-la es quadruplica (41) la velocitat. Això ens indica que l’ordre de reacció respe […]