cinética química

Fenômenos do nosso cotidiano

Oxidação do ferro

(ocorre de forma lenta).

Explosão da pólvora

(ocorre de forma rápida).

Parte da química que estuda a rapidez das reações

PROF. VINICIUS SILVA

É a maior ou menor rapidez (velocidade)

com que uma reação ocorre

É calculada pela relação entre a quantidade

de um reagente (ou produto) que é consumido (ou produzido)

e o intervalo de tempo gasto para isto

VM =[ final ] – [ inicial ]

t final – t inicial

As quantidades das substâncias

são medidas em

mol/L, massas, volumes (gases), etc.,

Enquanto que o intervalo de tempo pode ser dado em

segundos, minutos ou horas

A quantidade de reagente ou produto

medida em mol/L é representada por [ ]

01) (Covest – 2006) A reação de decomposição da amônia gasosa

foi

realizada em um recipiente fechado:2 NH3 N2 + 3 H2

A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em

função do tempo.

Concentração de NH3 em mol/ L

Tempo em horas

8,0 6,0 4,0 1,0

0,0 1,0 2,0 3,0

Qual é a velocidade média de consumo do reagente nas duas

primeiras horas de reação?

a) 4,0 mol / L.h

b) 2,0 mol / L.h

c) 10 km / h

d) 1,0 mol / L.h

e) 2,3 mol / h

V m =4 mol / L

2 h= 2 mol / L . h

02) Em determinada experiência, a reação de formação de água está

ocorrendo com o consumo de 4 mols de oxigênio por minuto.

Conseqüentemente, a velocidade de consumo de hidrogênio é de:

a) 2 mols/min.

b) 4 mols/min.

c) 8 mols/min.

d) 12 mols/min.

e) 16 mols/min.

2 mols/min de H2 1 mol/min de O2

n mols/min de H2 4 mols/min de O2

n = 2 x 4 n = 8 mols / min

H2 + O2 H2O2 21

03) (FMIt - MG) Numa reação completa de combustão, foi

consumido,

em 5 min, 0,25 mol de metano, que foi transformado em CO2 e H2O.

A velocidade da reação será:

a) 0,80 mol/min.

b) 0,40 mol/min.

c) 0,05 mol/min.

d) 0,60 mol/min.

e) 0,30 mol/min.

V m =0,25 mol

5 min

V m = 0,05 mol / min

Para compreendermos os fatores que alteram a velocidade

de uma reação devemos conhecer a

TEORIA DAS COLISÕES

De acordo com a teoria das colisões pode-se afirmar que

a velocidade de uma reação depende da:

energia das colisões

orientação das moléculas nas colisões

freqüência das colisões

energia suficientee

orientação adequadaH2 I2+ 2 HI

energia insuficiente

H2 I2+ H2 I2+

orientaçãoinadequada

H2 I2+ H2 I2+

1. Estado particular em que se encontram os reagentes.

A freqüência e a energia das colisões são afetadas pelos fatores:

2. temperatura em que se realiza a experiência.3. Eletricidade.

4. Luz.

5. Pressão.

6. Concentração dos reagentes.

7. Catalisadores.


No que se refere ao estado físico dos reagentes

Os gases reagem melhor que os líquidos,

e estes melhor que os sólidos

No que se refere aos sólidos:

Quanto mais pulverizados estiverem os reagentes,

mais rápida é a reação


Superfície de contato

Superfície de contatoSuperfície de contato

Um aumento da temperatura

aumenta a freqüência e a energia das colisões entre os reagentes,

como conseqüência,

o número de colisões efetivas e a velocidade da reação

aumentam

Temperatura da reaçãoTemperatura da reação

Temperatura e velocidade da reaçãoTemperatura e velocidade da reação

Para que as moléculas quebrem suas ligações iniciais

e formem novas substâncias

é necessária uma energia mínima denominada de

ENERGIA DE ATIVAÇÃO (Ea)ENERGIA DE ATIVAÇÃO (Ea)

caminho da reação

energia ( kcal )energia ( kcal )

+ 10

+ 15

+ 50 Ea = + 40 kcalEa = + 40 kcal

A luz provoca algumas reações denominadas de

REAÇÕES FOTOQUÍMICAS

As principais são:

Fotossíntese

Decomposição da água oxigenada em água e oxigênio

Um aumento da PRESSÃO aumentará o número de

COLISÕES e a reação será mais RÁPIDA

É uma substância que

diminui a energia de ativação de uma reação

aumentando assim a sua velocidade

Os catalisadores não são consumidos durante a reação Os catalisadores não são consumidos durante a reação

Os catalisadores não alteram a variação de entalpia da reação Os catalisadores não alteram a variação de entalpia da reação

Catalisador e a velocidade da reaçãoCatalisador e a velocidade da reação

01) A velocidade de uma reação química depende:

I. Do número de colisões entre moléculas na unidade de tempo.

II. Da energia cinética das moléculas envolvidas na reação.

III. Da orientação das moléculas.

Estão corretas as alternativas:

a) I, II e III.

b) somente I.

c) somente II.

d) somente I e II.

e) somente I e III.

VV

VV

VV

02) O carvão é combustível constituído de uma mistura de

compostos

ricos em carbono. A situação do combustível, do comburente e a

temperatura utilizada favorecerão a combustão do carbono com

maior velocidade, é, na ordem: a) carvão em pedaços, ar atmosférico, 0°C.

b) carvão pulverizado, ar atmosférico, 30°C.

c) carvão em pedaços, oxigênio puro, 20°C.

d) carvão pulverizado, oxigênio puro, 100°C.

e) carvão em pedaços, oxigênio líquido, 50°C.

VERVER

Um aumento da concentração dos reagentes numa solução

acarretará no aumento do número de colisões e,

em conseqüência,

um aumento da velocidade da reação

Para uma reação genérica: a A + b B Produtos

A velocidade da reação é dada pela expressão:

Onde os valores de “ x ” e “ y ”

são determinados experimentalmente

Esta equação é conhecida pelo nome de

LEI DA VELOCIDADE

v = k [ A ]x . [ B ]y

Para as reações ELEMENTARES

os valores dos expoentes são iguais aos coeficientes das

substâncias na equação química

2 NO (g) + H2 (g) N2O (g) + H2O (g)

v = k [ NO ] [ H2 ]2

Para a reação:

A lei da velocidade é:

01) A reação A + 2 B P se processa em uma única etapa. Qual a

velocidade desta reação quando K = 0,3 L/mol . min, [A] = 2,0 M e

[B] = 3,0 M ?

a) 5,4.

b) 4,5.

c) 1,8.

d) 18,0.

e) 54.

v = k [ A ] [ B ] 2

k = 0,3 L / mol . min

[ A ] = 2,0 M

[ B ] = 3,0 M

2v = 0,3 x 2 x 3 v = 0,3 x 2 x 9

v = 5,4v = 5,4

Se uma reação ocorrer em várias etapas

sua velocidade é dada pela

ETAPA MAIS LENTA

A + A A2 ( etapa lenta )

A2 + B A2B ( etapa rápida )

2 A + B A2B ( reação global )

V = k [ A ] 2A lei da velocidade é:A lei da velocidade é:

02) (Unip-SP) A poluição é uma das causas da destruição da camada de ozônio.

Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de

nitrogênio com o ozônio:

2 NO2 (g) + O3 (g) N2O5 (g) + O2 (g)

Essa reação ocorre em duas etapas:

I. NO2 (g) + O3 (g) NO3 (g) + O2 (g) (lenta)

II. NO3 (g) + NO (g) N2O5 (g) (rápida)

Assinale a lei de velocidade para essa reação:

a) v = k [NO2] [O3]

b) v = k [NO2] [O3]

c) v = k [NO3] [NO2]

d) v = k [NO2] [O3] + k’ [NO3] [NO2]

e) v = k [NO2] 2

2

Pág. 45

Ex. 11

03) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação:

2 NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g)

Duplicando-se a concentração molar de NH3, a velocidade da

reação ficará:

a) inalterada.

b) duas vezes maior.

c) três vezes maior.

d) quatro vezes maior.

e) seis vezes maior.

v = k [ NH3 ] 2

[ NH3 ] = x mol /L

v = k x 2

[ NH3 ] = 2x mol /L

v’ = k ( 2x ) 2

=v’ k x4 2

v’ = 4 v

Descontração com a QUÍMICA


04) Unisinos-RS) Na Química ambiental, que procura, entre outras coisas, avaliar

formas de atenuar a emissão de substâncias gasosas que depreciam a

qualidade do ar; a reação entre os gases monóxido de carbono e oxigênio,

para produzir dióxido de carbono, tem grande importância. A equação

representativa dessa reação é: 2 CO (g) + O2 (g) 2 CO2 (g)

v1

v2

Quando se duplicarem, simultaneamente, as concentrações molares de CO

e O2, efetuando a reação em sistema fechado, por quantas vezes ficará

multiplicada a velocidade da reação “v”?

a) 2.

b) 4.

c) 8.

d) 16.

e) 32.

Pág. 45Ex. 10

v = k [CO] [O2]2

[CO] = x mol/L

[O2] = y mol/L

2v = k x y

[CO2] = 2x mol/L

[O2] = 2y mol/L

2v’ = k (2x) (2y)

2v’ = 8 vk x y

05) A tabela abaixo apresenta os valores das velocidades de reação e as correspondentes concentrações em mol / L dos reagentes em idênticas condições, para o processo químico representado pela equação:

3 X + 2 Y Z + 5 W

velocidade [ X ] [ Y ]

10 10

10

10

1040

40 20

5

Qual a equação de velocidade desse processo? v = k [ X ] [ Y ]ba

1

2

3

1

2 x

=10

40

k

k x

xx

10

5

b

a b

a10

10 2

3

4 = 2a

= 2a

22

a = 2

1 = 2b

= 2b

20

b = 0

v = k [ X ] [ Y ]02

x

=40

40

k

k x

xx

10

10

b

2 b

220

10

ou v = k [ X ]2

06) (Urca-CE) Dada a seguinte reação genérica “2 A + B C” e o quadro cinético abaixo:

Experiência [A] mol/L [B] mol/L Velocidade (mol/L.s)

I 0,42 0,21 0,20

II 0,42 0,63 1,80

III 0,84 0,21 0,40

É correto afirmar:

a) é uma reação elementar.

b) a ordem global da reação é 2.

c) a lei de velocidade é v = k[A]2[B].

d) a constante de velocidade é igual a 1.

e) a lei de velocidade é v = k[A][B]2.

v = k [A] [B]x y

=1,80

0,20

k . (0,42) (0,63)x y

k . (0,42) (0,21)x y

2

19 = 3

yy = 2

=0,40

0,20

k . (0,84) (0,21)x y

k . (0,42) (0,21)x y

3

12 = 2

xx = 1

v = k [A] [B]2

cinética química

Education