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Cinética Química: Cinética Química: velocidade média das reaçõesvelocidade média das reações

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Prof. Emiliano ChemelloProf. Emiliano Chemello

Seja Bem-Vindo a Bento

Gonçalves

Seja Bem-Vindo a

Caxias do Sul

Hora da saída: 11:45

Hora da chegada: 12:45

Distância Bento-Caxias:

40 km

hkmh

km

t

dVm 40

1

40

Velocidade Média?

As reações químicas possuem velocidade?

2 NaN3(s) 2 Na(s) + 3 N2(g)

Gás que infla o airbag

2 Fe(s) + 3/2 O2(g)Fe2O3(s)

Ferrugem

Como medir a velocidade de uma reação química?

tVreação

||

tfinal – tinicial

final – inicial

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g)

Representação Gráfica

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,17

0,18

0,19

0,2

0 5 10 15 20 25 30

Tempo (min)

Conc

entra

ção

(mol

/L)

Tempo (min)

N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

Representação Gráfica

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,17

0,18

0,19

0,2

0 5 10 15 20 25 30

Tempo (min)

Co

nce

ntr

ação

(mo

l/L)

N2O5 (mol/L)

NO2(mol/L)

O2(mol/L)

Note que a inclinação da curva NO2 é maior que a

curva O2, fato relacionado com os coeficientes

estequiométricos

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g) Tempo (min)

N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

Tempo (min) N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

a) Velocidade média de consumo do N2O5 entre t = 0 e t = 5 min:

min.0064,0min0min5

|112,008,0|)50( Lmol

LmolLmolVm

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g)

Tempo (min)

N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

b) Velocidade média de consumo do N2O5 entre t = 5 e t = 10 min:

min.0048,0min5min10

|08,0056,0|)105( Lmol

LmolLmolVm

t(min)

mol/L)N2O5(g)

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g)

Tempo (min) N2O5 (mol/L)NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

a) Velocidade média de produção do NO2 entre t = 0 e t = 5 min:

min.0128,0min0min5

|0064,0|)50( Lmol

LmolLmolVm

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g)

Tempo (min) N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

b) Velocidade média de produção do NO2 entre t = 5 e t = 10 min:

min.096,0min5min10

|064,0112,0|)105( Lmol

LmolLmolVm

t(min)

mol/L)[NO2]

[O2]

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g)

Conclusão: a velocidade depende do componente que se escolhe como referencial de análise

Velocidade de consumo de reagentes e velocidade de formação de produtos

t(min) [A] (mol/L)

0 1

10 0,8

20 0,667

30 0,571

40 0,5

2 A 4B + C

a) Velocidade média de consumo do reagente A, entre T=0 e t=10 min.

min.020,0min0min10

|18,0|)100( Lmol

LmolLmolVm

b) Velocidade média de produção do produto B, entre T=0 e t=10 min.

2 A 4B + C

2 mols de A -------- 4 mols de B

0,02 mol de A ------------------ x

x = 0,04 mol/L.min

c) Velocidade média de produção do produto C, entre T=0 e t=10 min.

2 A 4B + C

2 mols de A -------- 1 mols de B

0,02 mol de A ------------------ x

x = 0,01 mol/L.min

2 A 4B + C

Velocidade média de uma reação

2 4 + 1

0,02 mol/L.min 0,04 mol/L.min 0,01 mol/L.min

Vmédia da reação = 0,02 mol/L.min = 0,04 mol/L.min = 0,01 mol/L.min

2 4 1

Vmédia da reação = 0,01 mol/L.min

Velocidade média de uma reaçãosem especificação de se referir a reagentes ou produtos

aA + bB cC + dD

Vmédia da reação =VA

=aVB

=bVC

c =VD

d

Reação genérica

01) O gráfico a seguir representa a variação de concentração das espécies A, B e C com o tempo.

Qual das alternativas a seguir contém a equação química que melhor descreve a reação representada pelo gráfico?a) 2 A + B Cb) A 2 B + Cc) B + 2 C Ad) 2 B + C Ae) B + C A

02) A água oxigenada, H2O2(aq) se decompõe, produzindo água e gás oxigênio, de

acordo com a equação:H2O2(aq) H2O(l) + ½ O2(g)

O gráfico a seguir foi construído a partir de dados experimentais e mostra a variação da concentração de água oxigenada em função do tempo.

Determine a velocidade média de decomposição da água oxigenada nos intervalos I, II e III.

Intervalo I

min.03,0min0min10

|8,05,0|)100( Lmol

LmolLmolVm

Intervalo II

min.02,0min10min20

|5,03,0|)2010( Lmol

LmolLmolVm

Intervalo III

min.01,0min20min30

|3,02,0|)3020( Lmol

LmolLmolVm

03) Para a reação genérica A + 2 B 4 C, obteve-se os seguintes resultados em relação a concentração de C ao longo do tempo:

[C] (mol/L) 0,0 0,6 0,9 1,0 1,1

Tempo (h) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0

Com base na tabela, calcule a velocidade média do reagente A no intervalo de 2 h a 4 h, expressa em “mol/L.h”.

Em relação ao produto “C”

hLmolhh

LmolLmolVh .1,0

24

|9,01,1|)42(

A + 2B 4 C

1 mols de A -------- 4 mols de C

X ------------------ 0,1 mol/L.h

x = 0,025 mol/L.h

Tarefa de Casa

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