Campus SPP

2º ano do Ensino Médio Integrado

Profº MsC. Carlos Augusto Cabral Kramer

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LEI DE AÇÃO DAS MASSASDefinição| Determinação Experimental|

A INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO NA VELOCIDADE

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Muitos fatores influenciam a velocidade de uma reação química

TEMPERATURA

ÁREA SUPERFICIAL

CATALISADORES

PRESSÃO

CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES

Peter Waage

C. Maximilian Guldberg

“A velocidade de uma reação é proporcional ao produto (matemático) das concentrações elevadas às potencias experimentais determinadas”1867

EQUAÇÃO DA VELOCIDADE

3

aA + bB cC + dD

V = K[A]x.[B]y

VELOCIDADECONSTANTE CINÉTICA

CONCENTRAÇÕES DOS REAGENTES

POTÊNCIAS EXPERIMENTAIS

EQUAÇÃO DA VELOCIDADE

4

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)

V = K[H2(g)]x.[O2(g)]

y

Exemplo: Reação de formação da água

DETERMINAÇÃO DAS POTÊNCIAS EXPERIMENTAIS

5

aA + bB + cC dD

V = K[A]x.[B]y.[C]z

Experimento [A], mol/l [B], mol/l [C], mol/l Velocidade de formação de D, mol/l.s

1 1 1 1 5

2 2 1 1 10

3 1 2 1 20

4 1 1 2 5

Único caminho é estudando a variação das velocidades com as concentrações

DETERMINAÇÃO DAS POTÊNCIAS EXPERIMENTAIS

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V = K[A]¹.[B]2.[C]0

Ou resumidamente

V = K[A].[B]2

Experimento [A], mol/l [B], mol/l [C], mol/l Velocidade de formação de D, mol/l.s

1 1 1 1 5

2 2 1 1 10

3 1 2 1 20

4 1 1 2 5

Avaliando as variações da velocidade com as concentrações, tem-se que a velocidade dobra ao dobrar a concentração A, logo, x=1, A velocidade quadruplica ao dobrar B (2² vezes) , logo, y=2 eA velocidade não é alterado como a alteração da concentração de C, logo, z=0.

Ordem 1 em relação a A,Ordem 2 em relação a BOrdem 0 em relação a COrdem da reação igual a 3

MECANISMO DAS REAÇÕES

7

Reação

Elementar Não Elementar

Acontecem em apenas uma etapa Acontecem em mais de uma etapa

Os coeficientes experimentais são semelhantes aos coeficientes estequiométricos

Os coeficientes experimentais NÃO são semelhantes aos coeficientes estequiométricos

3A + 2B C + 2D (Reação global) (Acontece em uma etapa)

Logo: V = K[A]³.[B]²

3A + 2B C + 2D (Reação global)

Acontecendo em duas etapas 1ª etapa: 3A Z (etapa lenta)

2ª etapa: Z + 2B C + 2D (etapa rápida)

Logo: V = K[A]x.[B]y

MECANISMO DAS REAÇÕES

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2 NO(g) + Br2(g) → 2NOBr(g)

Com a tabela abaixo, encontre o valor da constante cinética

Exemplo 1: Sabendo que a reação abaixo é elementar, determine a lei de velocidade.

MECANISMO DAS REAÇÕES

9

Exemplo 2: A reação abaixo ocorre em duas etapas. Qual a lei de velocidade? Determine a constante cinética.

CO + NO2 → CO2 + NO

Etapa 1 (lenta): NO2(g) + NO2(g) → NO3(g) + NO(g)

Etapa 2 (rápida):NO3(g) + CO(g) → CO2(g) + NO2(g)

EXERCÍCIOS

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01 - Um determinado defensivo agrícola, quando exposto ao meio ambiente, decompõe-se através de uma reação química. Considerando que a velocidade de decomposição medida em laboratório apresentou os resultados a seguir:

Analise as afirmativas a seguir:( ) A decomposição deste defensivo segue uma cinética de segunda ordem. ( ) O tempo para que a concentração do defensivo se reduza a valores desprezíveis independe da sua concentração inicial. ( ) A constante de decomposição do defensivo é de 0,02mês-1

( ) A velocidade inicial de decomposição do defensivo é de 0,006g/l/mês para uma concentração inicial de 0,3g/l.

EXERCÍCIOS

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02 - O óxido nítrico (NO), produzido pelo sistema de exaustão de jatos supersônicos, atua na destruição da camada de ozônio através de um mecanismo de duas etapas, a seguir representadas:

(1) NO(g) + O3(g) NO2(g) + O2(g);

(2) NO2(g) + O(g) NO(g) + O2(g)

Assinale as alternativas corretas

( ) A reação total pode ser representada pela equação: O3(g) + O(g) 2O2(g)

( ) No processo total, o NO é um catalisador da reação

( )Sendo V = k [O3][O] a expressão de velocidade para o processo total, a reação é dita de primeira ordem com relação ao ozônio e ordem 1 para a reação global

EXERCÍCIOS

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02 - O óxido nítrico (NO), produzido pelo sistema de exaustão de jatos supersônicos, atua na destruição da camada de ozônio através de um mecanismo de duas etapas, a seguir representadas:

(1) NO(g) + O3(g) NO2(g) + O2(g);

(2) NO2(g) + O(g) NO(g) + O2(g)

Assinale as alternativas corretas

( ) A reação total pode ser representada pela equação: O3(g) + O(g) 2O2(g)

( ) No processo total, o NO é um catalisador da reação

( )Sendo V = k [O3][O] a expressão de velocidade para o processo total, a reação é dita de primeira ordem com relação ao ozônio e ordem 1 para a reação global

EXERCÍCIOS

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03 (Fuvest) - Em solução aquosa ocorre a transformação:

Em quatro experimentos, mediu-se o tempo decorrido para a formação de mesma concentração de I2‚ tendo-se na mistura de reação as seguintes concentrações iniciais de reagentes:

Esses dados indicam que a velocidade da reação considerada depende apenas da concentração de:a) H‚O‚ e I- b) H‚O‚ e H+ c) H2O2 d) H+. e) I-.