cinética química 1

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Etimologicamente, . . .

O que é cinética química?

1. Do grego kinetiké = movimento(por extensão, velocidade)

2. Do francês chimique = química(por extensão, estudo dos fenômenos químicos)

Parte da físico-química que estuda a velocidade das reações químicas

e os fatores que a influenciam.

Cinética química é, portanto, ...

As RQ’s podem apresentar diferentes velocidades. Daí, a importância de estudá-las,

visando ao seu melhor aproveitamento.

Reações química cotidianas e velocidade ...

Reação muitíssimo lenta . . .

A formação da ferrugem pode demorar anos.

4Fe + 3O2 2Fe2O3

Reação muito lenta . . .

A fermentação do suco de

uva para produzir vinho demora meses.

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2

glicose etanol

Reação lenta . . .

A conversão de vinho em vinagre

ocorre em alguns dias, quando o etanol (álcool do

vinho) é oxidado a ácido acético (ou etanóico).

[O]

C2H5OH CH3COOH

álcool ácido etanóico

Reação moderada . . .

Na combustão da vela esperamos horas para que a parafina* reaja completamente com

oxigênio do ar.

*principal componente éC21H44

C21H44 2CO2 + H2O parafina

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Reação rápida . . .

O “escurecimento” de uma fruta demora minutos e é devido à

conversão da hidroquinona* em benzoquinona**.

*claro **escuro

http://pt.wikipedia.org/wiki/Imagem:P-Benzochinon.svg

http://saber.sapo.cv/wiki/Imagem:Hydroquinone.svg

Reação muito rápida . . .

Decomposição da água oxigenada é imediata.

catalase*

H2O2 H2O + O2

*enzima catalisadora.

Reação ultra-rápida . . .

Os “air bags” são equipamentos

de segurança que envolve reação química que dura

frações de segundo.

6NaN3(s) + Fe2O3(s) 3Na2O(s) + 2Fe(s) + 9N2(g)

Costuma-se expressar a velocidade de reações em função das

concentrações.

Expressão da velocidade

Expressão da velocidade

Velocidade de uma RQ é a grandeza que mede

as quantidades* de reagentes (e de produtos) por unidade de tempo.

* Geralmente em mols/L

Conceito de velocidade de uma reação química

Exercício resolvido . . .

Dada a reação química:

2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g).

Foram realizados experimentos com a reação e, à medida que o tempo passou, as concentrações

de reagentes e de produtos foram medidas.

Os dados constam na tabela.



1. Qual a velocidade média no intervalo 0min a 5min?

2. Qual a velocidade média no intervalo 20min a 30min?

Outro exercício resolvido . . .

Considere a equação química.

2NO2(g) + 4CO(g) N2(g) + 4CO2(g)

A formação de N2 tem velocidade média igual a 0,05 mol/min.

A massa de CO2(g), em gramas formada em 1(uma) hora é:

(A)8,8 (B) 44 (C) 84,0

(D) 132,0 (E) 528,0

Outro exercício resolvido . . .

Resposta certa: letra E.1.ª parte:

2.ª parte:

A Teoria das Colisões

Dada a reação química . . .

H2(g) + I2(g) 2 HI(g)

Para facilitar a “visualização” da mesma optamos pelo modelo de Dalton . . .

H

H+

I H

I

H

I

I


Colisão muito suave . . .

H

H+

I H

I

H

I

I+

Reação não ocorre.


Colisão com má orientação . . .

H H +

I H

I

H

I

I+

Reação não ocorre.


Colisão efetiva . . .

H

H+

I H

I

H

I

I

Reação ocorre.


1. Se a energia não for suficiente, a colisão pode acontecer, mas não há

rompimento das ligações dos reagentes para que ocorra

reação.2. Essa quantidade mínima de energia necessária

para que ocorra rompimento das ligações

é a energia de ativação.

Fatores que alteram a velocidade de uma RQ

Superfície de contato . . .

Quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade da reação.


Quanto maior é a superfície de contato, maior é o número de choques efetivos entre

as partículas dos reagentes e, portanto, maior é a velocidade da reação.

Superfície de contato . . .


Temperatura . . . Da mesma forma, quanto maior a temperatura, maior é

o número de choques efetivos entre as partículas dos reagentes e, portanto, a velocidade da reação

será maior.

É por isso que cozinhamos os alimentos.


Regra de Van’t Hoff

“A cada aumento de 10°C na temperatura de uma reação química, a velocidade tende* a se duplicar.”

*Não necessáriamente.


Estado físico dos reagentes . . .

O estado gasoso é vantajoso para as reações , pois as partículas possuem maior energia e

maior liberdade de movimentos, o que favorece maior número de choques efetivos.


Estado físico dos reagentes . . .

Na explosão da gasolina, no interior do motor, é desejável que a mesma se encontre no

estado gasoso.

Gasolina no estado gasoso.


Pressão . . .

Quanto maior for a pressão num sistema gasoso,

menor é o volume ocupado pelos reagentes e

maior é a velocidade da reação.


Luz . . .

Algumas reações são favorecidas pela luz, como a decomposição da água oxigenada,

por isso os frascos que você encontra nas farmácias são escuros.


A reação de decomposição da

água oxigenada pela luz é fotólise.

Luz . . .


Eletricidade . . .

Eletrólise da água.

É uma maneira de fornecer energia de ativação,

por exemplo, para a decomposição da água.


Catalisadores . . .

Catalisadores são substâncias que aceleram avelocidade das reações.

Os catalisadores não alteram a variação de entalpia de uma reação,

mas diminuem a energia de ativação dela.


Catalisadores . . .

O catalisadores diminuem a barreira de energia a ser vencida.

Os catalisadores são substâncias que “entram e saem“da reação, ou seja, as substâncias catalisadoras

são recuperadas no final da reação.


Catalisadores . . .

Enzimas ou catalisadores biológicos aceleram as reações bioquímicas.

Ea = energia de ativação.


Catalisadores no cotidiano . . .

Catalisadores de automóveis diminuem a poluição, convertendo gases tóxicos em outros menos tóxicos.


Catalisadores no cotidiano . . .

Composição:Resina (branca): resina epóxi e cargas minerais;

Catalisador (cinza): poliamida e cargas minerais.


Atenção ! ! !

Há também os chamados inibidores de reação

Às vezes, são necessárias substâncias que tornam as reações mais lentas.

São chamados inibidores de reação.


Inibidores . . .

A vitamina C (ácido ascórbico) funciona como inibidor de reação, impedindo o escurecimento da maçã.

Veja o experimento ilustrado.


Concentração . . .

Devido à grande importância, daremos atenção especial aos efeitos da concetração

sobre a velocidade das reações. Realizaremos, inclusive, um estudo

matemático.

Até lá, então !

Turma 201.

cinética química 1

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