Examen de Fisicoquímica II UB 2017 · Seminari Bloc III. Desembre 2017

Pregunta 1 (6 punts). Dependència amb la temperatura i temps de validesa

En una reacció química s'observa que en passar de $10\ \mathrm{^\circ C}$ a $30\ \mathrm{^\circ C}$, el valor de la constant de velocitat es triplica.

a.

Determineu el valor de l'energia d'activació del procés.

b.

Calculeu el temps de validesa per a una concentració inicial de reactiu de $2\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ a $25\ \mathrm{^\circ C}$, sabent que a $50\ \mathrm{^\circ C}$ la constant cinètica val $k = 0{,}0081\ \mathrm{mol^{-1}\cdot L\cdot min^{-1}}$.

Pregunta 2 (4 punts). Mecanisme de reaccions consecutives

Una transformació química segueix l'esquema global $\mathrm{A \rightarrow C}$ mitjançant dues etapes consecutives de primer ordre:

$$\mathrm{A \xrightarrow{k_1} B \xrightarrow{k_2} C}$$

A partir de les dades experimentals conegudes a l'inici i en diferents instants de temps, completeu els valors de la taula de concentracions i determineu el valor de la constant cinètica $k_1$:

$t\ /\ \mathrm{min}$ · 0 · 5 · 30 · $\infty$

$[\mathrm{A}]\ /\ \mathrm{M}$ · 0,837 · · · 0

$[\mathrm{B}]\ /\ \mathrm{M}$ · 0 · · · 0

$[\mathrm{C}]\ /\ \mathrm{M}$ · 0 · 0,025

Pregunta 3 (4 punts). Efecte salí primari sobre la dimerització d'una proteïna

S'ha estudiat a 25 °C la cinètica de dimerització d'una proteïna catiònica en solució aquosa ($\mathrm{P}^{+z} + \mathrm{P}^{+z} \rightarrow \mathrm{P}_2$) a diverses forces iòniques, obtenint-se la següent dependència de la relació $k/k_0$:

$I$ · 0,01 · 0,02 · 0,03

$k/k_0$ · 8,28 · 19,70 · 38,75

Justifiqueu el comportament experimental observat i deduïu el valor numèric de la càrrega positiva neta de la proteïna ($+z$).

4. Test (4 punts). Qüestions de vertader o fals

Indiqueu per a cadascuna de les següents afirmacions si és vertadera (V) o falsa (F). Criteri de correcció: resposta correcta +0,50 punts; resposta incorrecta -0,25 punts; resposta no contestada 0 punts.

a. En el procés de primer ordre, $\mathrm{A} \rightarrow \mathrm{P}$, la concentració inicial de A és 1,0 M. Si són necessaris 3,0 minuts per a que la concentració de A disminueixi a 0,50 M, caldran 3,0 minuts per a que la concentració disminueixi de 0,50 M a 0,25 M.

V

F

b. El mètode de les velocitats inicials permet calcular els ordres parcials per cada reactiu.

V

F

4. Test (4 punts). Qüestions de vertader o fals

Indiqueu per a cadascuna de les següents afirmacions si és vertadera (V) o falsa (F). Criteri de correcció: resposta correcta +0,50 punts; resposta incorrecta -0,25 punts; resposta no contestada 0 punts.

c. Si la reacció $2\mathrm{A} + \mathrm{B}_2 \rightarrow 2\mathrm{AB}$ segueix el següent mecanisme:

Etapa lenta: $\mathrm{A} + \mathrm{B}_2 \rightarrow \mathrm{AB} + \mathrm{B}$

Etapa ràpida: $\mathrm{A} + \mathrm{B} \rightarrow \mathrm{AB}$

La reacció és d'ordre zero respecte $[\mathrm{B}_2]$.

V

F

4. Test (4 punts). Qüestions de vertader o fals

Indiqueu per a cadascuna de les següents afirmacions si és vertadera (V) o falsa (F). Criteri de correcció: resposta correcta +0,50 punts; resposta incorrecta -0,25 punts; resposta no contestada 0 punts.

e. En la teoria de l'estat de transició, el complex activat representa un mínim d'energia en la superfície d'energia potencial, i es tracta, per tant, d'una espècie estable.

V

F

f. Una reacció controlada per difusió es caracteritza per tenir una energia d'activació molt petita.

V

F

4. Test (4 punts). Qüestions de vertader o fals

Indiqueu per a cadascuna de les següents afirmacions si és vertadera (V) o falsa (F). Criteri de correcció: resposta correcta +0,50 punts; resposta incorrecta -0,25 punts; resposta no contestada 0 punts.

d. A la catàlisi heterogènia de reaccions en fase gas amb catalitzador sòlid, la velocitat no depèn de la superfície del catalitzador.

g. Un inhibidor reversible acompetitiu només es pot unir al complex enzim-substrat.

h. El rendiment quàntic d'una reacció fotoquímica és 0,4. Si s'han absorbit $7{,}6 \times 10^{-6}$ einsteins, s'hauran produït $3{,}04 \times 10^{-6}$ mols de producte de reacció.