Cinética das reações químicas

Cinética química◼ Estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que podem modificá-la.

◼ Existem reações químicas de velocidade:lenta,moderada ,rápida e instantânea.

◼ A cinética química não pode prever se uma reação é espontânea ou não.

◼ A transformação de grafite em diamante é uma reação extremamente lenta.

Cinética química

◼ A reação entre nitroanilina e ácido sulfúrico é extremamente rápida.

Cinética química

◼ Os reagentes devem entrar em contato.

C o n d i ç õ e s p a r a q u e o c o r r a r e a ç ã o ( t e o r i a d a s c o l i s õ e s )

◼ Deve existir afinidade química entre os reagentes.

◼ As partículas dos reagentes devem colidir entre si.

C o n d i ç õ e s p a r a q u e o c o r r a r e a ç ã o ( t e o r i a d a s c o l i s õ e s )

◼ As colisões devem ocorrer com uma orientação favorável e com uma quantidade mínima de energia(energia de ativação)

C o n d i ç õ e s p a r a q u e o c o r r a r e a ç ã o ( t e o r i a d a s c o l i s õ e s )

Colisões

◼ Em uma reação podem ocorrer até 1.000.000 colisões por segundo. Existem dois tipos de colisão:

• Colisão efetiva ou eficaz = forma produtos

• Colisão não efetiva = não forma produtos.

Colisões não efetivas

Colisão efetiva

↑Colisões efetivas ↑ V reação

Complexo ativado◼ Entre a transformação dos reagentes em produtos , existe uma espécie química intermediária

altamente instável denominada de complexo ativado.

H2 + I2 → 2HI

Energia de ativação◼ Mínimo de energia necessário, sem o qual a reação não acontece. Por exemplo,

para um palito de fósforo entrar em combustão é preciso um mínimo de energia que pode ser fornecido através de atrito.

Energia de ativação

Energia de ativação

Ea reaçãoinversa

Ea reaçãoinversa

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(v)

Energia de ativação

V e l o c i d a d e m é d i a d e r e a ç ã o e m r e l a ç ã o a u m c o m p o n e n t e

◼ Nas reações químicas, a quantidade de reagente diminui com o decorrer do tempo, porque o reagente é consumido na reação.Já a quantidade de produto aumenta , por que o produto é formado na reação.

◼ Por isso, ao se efetuar o cálculo da variação de quantidade do reagente, o resultado será um número negativo.Esse valor negativo indica que a espécie química está sendo consumida no processo.Para evitar esse sinal negativo na velocidade do reagente , convencionou-se que o cálculo da variação da quantidade de um reagente é feito em módulo ou multiplicado por -1.

V e l o c i d a d e m é d i a d e r e a ç ã o e m r e l a ç ã o a u m c o m p o n e n t e

E x e r c í c i o

O b s e r v a ç õ e s

◼ Pode-se usar a expressão da velocidade média em muitas unidades, como massa, quantidade de matéria (mol) ou volume por unidade de tempo (s, h, min etc).

◼ A concentração em quantidade de matéria(mol/L) é simbolizada por [ ].

◼ Para a maior parte das reações, a velocidade decresce à medida que a reação progride.

◼ A velocidade com que uma reação ocorre é uma grandeza escalar,ou seja,precisa somente de um valor numérico associado a uma unidade de medida para caracterizar uma grandeza física.

◼ A velocidade instantânea é obtida traçando-se uma tangente no gráfico de concentração versus tempo. A inclinação(coeficiente angular) desta tangente é chamada velocidade instantânea da reação. Quanto maior a inclinação da tangente , maior é a velocidade instantânea da reação.

V e l o c i d a d e i n s t a n t â n e a d e r e a ç ã o e m r e l a ç ã o a u m c o m p o n e n t e

V elocidade médi a de u ma reação ◼ Para se obter o valor da velocidade média da reação, devemos dividir os valores das

velocidades médias dos participantes da reação pelos respectivos coeficientes estequiométricos.

V elocidade médi a de u ma reação

E x e r c í c i o