03 - cinética química

8/13/2019 03 - Cintica Qumica

1/26

Fsico Qum ica II

-

Cintica Qum ica

Prof Roberto Pontes


2/26

As velocidades das reaes dependem da composio e da

temperatura da mistura reacional.

a) A definio de velocidade de reao:

Seja uma reao com a forma A + 2B = 3C + D, em que, num

certo instante, a concentrao de um participante J [J] e o volume do

sistema constante.

A velocidade de consumo d[R]/t e a velocidade de formao

d[P]/t.

As velocidades das reaes


3/26

Dada a equao:

As velocidades de consumo e formao so:

Logo, h diversas velocidades associadas a uma s reao. A

existncia dessas diferentes velocidades para descrever o

comportamento cintico de uma mesma rao evitada usando-se o

grau de avano da reao:

As velocidades das reaesDCBA 32

dt

Bd

dt

Ad

dt

dCd

dt

Dd ][2/1

][][3/1

][


4/26

Exerccio

01. A velocidade da reao A + 3B = C + 2D de 1,0 mol dm-3 s-1.

D as velocidades de formao e de consumo dos participantes do

sistema reacional.


5/26

Exerccio

03. A velocidade de consmo de B na reao A + 3B = C + 2D de 1,0

mol dm-3 s-1. D a velocidade de reao e as velocidades de

formao ou consumo de a) A e b) C.


6/26

Exerccio

05. A lei de velocidade da reao do exercio 1 v=k.[A].[B]2. Quais

as unidades de k? D a lei de velocidade em termos das velocidades

de formao ou consumo de a) A e b) C.


7/26

Exerccio

07. A cintica da reao mencionada no exerccio 4 da forma

d[C]/dt=k.[A].[B].[C]-1. Expresse a lei de velocidade em termos da

velocidade da reao. Quais as unidades de k em cada caso?


8/26

Meia-vidas e constante de tempo

Uma indicao til da velocidade de uma reao qumica de

primeira ordem a meia-vida, t1/2, de uma substncia, isto , o

intervalo de tempo necessrio para que a concentrao de um

reagente cair metade do seu valor inicial.

Esse intevalo de tempo para a concentrao diminuir de A0 para

1/2A0em uma reao de primeira ordem dada por:

kt

2ln

2/1


9/26

09.A constante de velocidade da decomposio de primeira ordem do

N2O5na reao 2N2O5(g) = 4NO2(g) + O2(g) de k = 3,38x10-5s-1,

a 25C. Qual a meia-vida do N2O5? Qual a presso (a) a 10s e (b)10min depois do incio da reao, sendo de 500 Torr a presso inicial?

Exerccio

kteAA

.][][ 0ktepp .0

kt

2ln2/1


10/26

Meia-vidas em reaes de segunda ordem

Quando a reao de segunda ordem em um dos seus componentes,

podemos calcular o seu tempo de meia vida utilizando a seguinte

equao:

0

2/1][

1

Akt

11. A decomposio do acetaldedo em fase gasosa em metano e

monxido de carbono , sob certas condies, de segunda ordem comk=0,25mol-1Ls-1. Em quanto tempo o acetaldedo decresceria de

0,0300 a 0,0100 mol/L?


11/26

Tempo de meia-vida

13. A decomposio, em fase gasosa, do N2O3 em NO2 e NO de

primeira ordem com k=3,2x10-4s-1. Em uma reao na qual N2O3

inicial 1,00 mol/L, quanto tempo levar para que esta concentraoreduzir-se a 0,125 mol/L?


12/26

Mtodo Grfico

Uma maneira de determinarmos a ordem da reo utilizar o mtodo

grfico. Em uma reao de primeira ordem, temos:


13/26

Mtodo Grfico

Observe o grfico:


14/26

Mtodo Grfico


15/26

Mtodo Grfico 2 Ordem

Analogamente a uma reao de primeira ordem, este mtodo pode ser

utilizado para indicar se a reao de segunda ordem, entretanto, com

outras funes nos eixos das coordenadas:


16/26



17/26


Exerccio 18.


18/26


Exerccio 19.


19/26

A dependncia entre as velocidades de

reao e a temperatura

As constantes de velocidade da maior parte das reaes aumentam

quando a temperatura aumenta.

Muitas reaes em soluo tem constantes nos intervalos cobertos

pela hidrlise do etanoato de metila (cuja constante de velocidade, a

35 C, 1,82 vez a constante a 25C) e pela hidrlise da sacarose

(cujo fator correspondente s mesmas temperaturas igual a 4,13).


20/26

Os parmetros de Arrhenius

Observa-se que, experimentalmente, que em muitas reaes o grfico

de ln k contra 1/T leva a uma reta. Esse comportamento exprime-se,

normalmente, de maneira matemtica introduzindo-se dois

parmetros, um representando o coeficiente linear e o outro o

coeficiente angular da reta, e escrevendo-se a equao de Arrhenius:

RT

EAk a lnln


21/26


O parmetro A, que corresponde interseo da reta com o eixo

vertical em 1/T = 0, denominado fator pr-exponencial ou fator de

frequncia. O parmetro Ea, que obtido a partir do coeficiente

angular da reta (-Ea/R), chamado de energia de ativao. Os doois

parmetros so denominados de parmetros de Arrhenius.


22/26



23/26



24/26



25/26

a) V = k.[A]2

b) V = k.[B]2

c) V = k.[A]2

.[B]2

d) V = k.[A]2.[B]

e) V = k.[A].[B]2


26/26

a) 1/4

b) 1/2

c) 1/8

d) 1/6

e) 1/12

03 - cinética química

Documents