CINÉTICA QUÍMICA

A CINÉTICA QUÍMICA, TAMBÉM CONHECIDA COMO CINÉTICA

DE REAÇÃO, É UMA CIÊNCIA QUE ESTUDA A VELOCIDADE

DAS REAÇÕES QUÍMICAS DE PROCESSOS QUÍMICOS E OS

FATORES QUE AS INFLUENCIAM.

CINÉTICA QUÍMICA INCLUI INVESTIGAÇÕES DE COMO

DIFERENTES CONDIÇÕES EXPERIMENTAIS PODEM INFLUIR:

I. A velocidade de uma reação química

II. Informações de rendimento sobre o mecanismo de reação

e estados de transição

Teoria das colisões: a velocidade de reação aumenta

proporcionalmente à concentração dos reagentes

A taxa de reação está relacionada com: As concentrações dos reagentes

Seu estado particular:

I. Estado físico

II. Estado nascente dos gases

III. Estado cristalino ou amorfo dos sólidos

EM 1864, PETER WAAGE E CATO GULDBERG TORNARAM-SE OS PIONEIROS NO

DESENVOLVIMENTO DA CINÉTICA QUÍMICA PELA FORMULAÇÃO DA LEI DE AÇÃO DAS MASSAS, A

QUAL ESTABELECE QUE A VELOCIDADE DE REAÇÃO SEJA PROPORCIONAL A QUANTIDADE DE

SUBSTÂNCIAS REAGENTES.

TAXA DE REAÇÃO A CINÉTICA QUÍMICA PRINCIPIA COM A DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL

DAS TAXAS DE REAÇÃO DAS QUAIS AS EQUAÇÕES CINÉTICAS DE

REAÇÕES QUÍMICAS (OU MAIS SIMPLESMENTE, "LEI DE VELOCIDADE

OU TAXA") E AS CONSTANTES DE VELOCIDADE SÃO DERIVADOS. LEIS

DE TAXA RELATIVAMENTE SIMPLES EXISTEM PARA REAÇÕES DE ORDEM

ZERO (NO QUAL AS TAXAS DE REAÇÃO SÃO INDEPENDENTES DA

CONCENTRAÇÃO), REAÇÕES DE PRIMEIRA ORDEM, E REAÇÕES DE

SEGUNDA ORDEM, E PODEM SER DERIVADO PARA OUTRAS.

FATORES QUE INFLUENCIAM NA

VELOCIDADE DA REAÇÃO

o NATUREZA DOS REAGENTES

o TEMPERATURA

o ESTADO FÍSICO

o SUPERFÍCIE DE CONTATO

o PRESENÇA DE UM CATALISADOR

o CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES

o PRESSÃO

NATUREZA

DOS

REAGENTES

Dependendo de quais substâncias reage, o tempo de tais reações varia, ou,

mais detalhadamente, a rapidez ou velocidade com que se formam ou rompem

as ligações dependem da natureza dos reagentes. Reações ácidas, a formação

de sais, as troca iônica são reações rápidas.

Exemplos típicos de reações rápidas são as reações dos explosivos, muitas

vezes ocorrendo inicialmente dentro da própria molécula de uma única

substância. Outro exemplo de reações rápidas são as oxidações de metais

nobres, que produzem óxidos extremamente resistentes e aderentes que

impedem a continuidade da reação (passivação), como com o ouro ou o cromo,

presente no aço inoxidável.

TEMPERATURA

Com o aumento da temperatura, aumenta-se a energia

cinética média das moléculas em um sistema e

consequentemente o número de colisões efetivas entre

elas. Alimentos na geladeira, como por exemplo, leite, ovos,

carnes e etc, demoram muito mais para estragar do que no

ambiente. Isso porque as reações químicas feitas pelos

microorganismos decompositores são retardadas pelas

baixas temperaturas.

JACOBUS HENRICUS VAN'T HOFF

Nacionalidade: Neerlandês

Residência: Países Baixos

Nascimento: 30 de agosto

de 1852

Local: Roterdã

Morte: 1 de março de 1911

(58 anos)

Local: Berlim

ESTADO FÍSICO

O estado físico (sólido, líquido, ou gasoso) de um reagente é também um

importante fator da taxa de reação. Quando reagentes estão na mesma fase,

como em solução aquosa, o movimento térmico os coloca rapidamente em

contato. Entretanto, quando eles estão em diferentes fases, a reação é limitada

a interface entre os reagentes. A reação somente pode ocorrer na área de

contato, no caso de um líquido ou gás, na superfície de um líquido. Agitação

vigorosa e/ou turbilhonamento pode ser necessária para conduzir a reação a

realizar-se completamente. Isto significa que quanto mais finamente dividido um

sólido ou líquido reagente é, a sua maior área de superfície, tornará mais rápida

a reação (o que é analisado mais detalhadamente em Superfície de contato,

abaixo). Em química orgânica existe a exceção que reações homogêneas (no

mesmo meio e fase) podem ocorrer mais rapidamente que reações

heterogêneas.

SUPERFÍCIE DE CONTATO

Se numa reação atuam reagentes em distintas fases, o aumento da

superfície de contato entre eles aumenta a velocidade das reações.

Considerando, por exemplo, uma reação entre uma substância

sólida e uma líquida, quanto mais reduzida a pó estiver à substância

sólida, maior é a superfície de contato entre as partículas de ambas

as substâncias e, portanto, maior é a possibilidade de essas

partículas colidirem umas com as outras. Fazendo-se uma analogia,

por exemplo, quando se acende uma lareira, usa-se palha ou papel

e destes acende-se as mais grossas porções de lenha.

PRESENÇA DE UM CATALISADOR

Os catalisadores aumentam a velocidade de uma reação química, mas não

participam da formação dos produtos, sendo completamente regenerados no

final. Atuam ao promover rotas de reação com menor energia de ativação. O

catalisador acelera a reação, pois diminui a energia de ativação das moléculas,

mas não participa da reação, ou seja, não ocorre nenhuma mudança nos

elementos químicos da reação, e o catalisador continua intacto. A ação do

catalisador é abaixar a energia de ativação, possibilitando um novo caminho

para a reação. O abaixamento da energia de ativação é que determina o

aumento da velocidade da reação.

Inibidor: é uma substância que retarda a velocidade da reação. Veneno: é uma

substância que anula o efeito de um catalisador. Catálise homogênea -

Catalisador e reagentes constituem uma só fase. Catálise heterogênea -

Catalisador e reagentes constituem duas ou mais fases (sistema polifásico ou

mistura heterogênea).

CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES

AS REAÇÕES QUÍMICAS RESULTAM DO CHOQUE EFICAZ ENTRE OS

CORPÚSCULOS DOS REAGENTES PARA SE FORMAREM OS PRODUTOS

DA REAÇÃO. AO AUMENTAR A CONCENTRAÇÃO, AUMENTO O Nº DE

CORPÚSCULOS E CONSEQUENTEMENTE AUMENTA A PROBABILIDADE

DOS CHOQUES EFICAZES, TRADUZINDO-SE POR UMA MAIOR

VELOCIDADE.

PRESSÃO

UM AUMENTO DE PRESSÃO EM UM SISTEMA AUMENTA O NÚMERO DECOLISÕES ENTRE AS MOLÉCULAS QUE O COMPÕE, O QUEPOSSIBILITARÁ UM MAIOR NÚMERO DE COLISÕES EFETIVAS ENTRE ASPARTÍCULAS.

NOTAR QUE A PRESSÃO SÓ EXERCE INFLUÊNCIA SIGNIFICATIVA NATAXA DE REAÇÃO QUANDO HOUVER AO MENOS UMA SUBSTÂNCIAGASOSA COMO REAGENTE.

EXERCÍCIOS SOBRE CINÉTICA QUÍMICA

A VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS E OS FATORES QUE ALTERAM

ESSA VELOCIDADE SÃO ANALISADOS NESTES EXERCÍCIOS SOBRE

CINÉTICA QUÍMICA.

EXEMPLO 01

Relacione os fenômenos descritos na coluna I com os fatores que influenciam sua velocidade mencionados na

coluna II.

Coluna I

1 - Queimadas alastrando-se rapidamente quando está ventando;

2 - Conservação dos alimentos no refrigerador;

3 - Efervescência da água oxigenada na higiene de ferimentos;

4 - Lascas de madeiras queimando mais rapidamente que uma tora de madeira.

Coluna II

A - superfície de contato

B - catalisador

C - concentração

D – temperatura

A alternativa que contém a associação correta entre as duas colunas é

a) 1 - C; 2 - D; 3 - B; 4 – A.

b) 1 - D; 2 - C; 3 - B; 4 – A.

c) 1 - A; 2 - B; 3 - C; 4 – D.

d) 1 - B; 2 - C; 3 - D; 4 – A.

EXEMPLO 02:

Indique a afirmação incorreta:

a) Quanto menor for a temperatura, maior será a velocidade de uma reação.

b) O aumento da temperatura aumenta a velocidade tanto da reação

endotérmica quanto da reação exotérmica.

c) A velocidade de um reagente no estado sólido é menor que no estado

líquido.

d) A diferença energética entre os produtos e os reagentes é chamada de

entalpia de reação.

e) A velocidade de uma reação depende da natureza do reagente.

EXEMPLO 03:

Assinale a alternativa que apresenta agentes que tendem a

aumentar a velocidade de uma reação:

a) calor, obscuridade, catalisador.

b) calor, maior superfície de contato entre reagentes, ausência de

catalisador.

c) calor, maior superfície de contato entre reagentes, catalisador.

d) frio, obscuridade, ausência de catalisador.

e) catalisador e congelamento dos reagentes.

EXEMPLO 04:

Dois recipientes contêm a mesma quantidade de H2SO4. No sistema I, coloca-

se uma mola de ferro comprimida, no sistema II, outra mola, idêntica à primeira,

mas não comprimida. Ambas são corroídas pelo ácido. Sobre esses sistemas, a

afirmativa CORRETA é:

a) O sistema I, no estado final, terá mais ligações químicas do que o sistema II.

b) As espécies químicas do sistema I ficam mais aglomeradas do que as do

sistema II.

c) A temperatura final do sistema I é mais alta do que a do sistema II.

d) O rendimento da reação do sistema I é mais alto do que o do sistema II.

e) A concentração final da solução do sistema I é maior do que a do sistema II.A temperatura final do sistema I é maior porque a reação de simples troca entre o ácido e o ferro é exotérmica

e processa-se com maior velocidade, não havendo grande dissipação de calor. Já a II é uma reação lenta, e o

calor vai sendo dissipado à medida que é liberado pela reação.

EXEMPLO 05:

A sabedoria popular indica que, para cozinhar batatas, é indicado cortá-las em

pedaços. Em condições reacionais idênticas e utilizando massas iguais de

batata, mas algumas inteiras e outras cortadas, verifica-se que a cortada

cozinha em maior velocidade. O fator determinante para essa maior velocidade

da reação é o aumento da:

a) pressão

b) temperatura

c) concentração

d) superfície de contato

e) natureza dos reagentesPorque, quando cortamos uma batata em pedaços menores e colocamos para cozinhar, estamos fazendo

com que a ação do calor seja realizada em uma área maior, isto é, estamos aumentando a superfície de

contato.

EQUIPE:

LETICIA DANIELÍTALO CARNEIRO

ISABELE FÉLIX

BEATRIZ FONTENELERHAYSSA GALENO

TAÍS VIEIRA