Apostila de Química 23 – Cinética Química

1.0 Velocidade Média de uma Reação

Velocidade média ( ) de uma reação é razão entre a variação de concentração e

a variação de tempo.

A concentração dos reagentes é negativa – A concentração final é menor que a

inicial.

A concentração dos produtos é positiva – A concentração final é maior que a

inicial.

A velocidade média não é constante – A velocidade média diminui de acordo

com a diminuição da concentração.

A velocidade média obedece à proporção estequiométrica.

A velocidade média da reação ( ) é a razão entre a velocidade média de um dos

produtos ou dos reagentes e o seu coeficiente - Essa definição permite calcular a

velocidade média da reação sem especificar a substância participante.

a A + b B = c C

2.0 Condições Para a Ocorrência de Reações

Deve existir uma tendência à reação – Afinidade química.

Os reagentes devem estar em contato – Permitirá a colisão das moléculas,

causando quebra de ligações e formação de novas.

2.1 Teoria da Colisão

Choques não eficazes – Choques entre partículas que não geram produtos.

Choques eficazes ou efetivos – Choques entre partículas que resultam não

quebra e formação de novas ligações.

Complexo ativado:

Estado intermediário (transição) formado entre reagentes e produtos.

Existem ligações enfraquecidas (reagentes) e formação de novas ligações

(produtos).

As moléculas dos reagentes devem apresentar energia suficiente.

A colisão deve apresentar geometria favorável – Energia de Ativação (EA):

Menor quantidade de energia necessária que dever ser fornecida aos

reagentes para a formação do complexo ativado e para a formação de

produtos.

Serve para reações exotérmicas e endotérmicas.

Reações que exigem menor energia de ativação ocorrem com maior

velocidade.

2.2 Fatores de Influência na Velocidade da Reação

2.2.1 Superfície de Contato

Quanto maior a superfície de contato, maior a velocidade da reação:

Quanto mais disperso for o reagente, maior será o número de choques –

Maior a velocidade.

Para reagentes sólidos.

Não altera a quantidade do produto formado.

2.2.2 Temperatura

A diminuição de temperatura diminui a velocidade das reações.

Regra de Van’t Hoff – Um aumento de 10°C faz com que a velocidade da reação

dobre.

2.2.3 Catalisador

Substâncias capazes de acelerar uma reação sem sofrerem alteração permanente

– Não são consumidas na reação.

Eles criam um caminho alternativo (atalho) – Exige menor energia de ativação.

Não há alteração de rendimento – Produz uma mesma quantidade de produto

num tempo menor.

Não altera a variação de entalpia da reação.

O catalisador acelera tanto a reação direta quanto a inversa – Diminui a energia

de ativação de ambas.

2.2.4 Concentração dos Reagentes

O número de choques entre as moléculas depende da concentração dos

reagentes.

Lei da velocidade (lei cinética) – O número de colisões e a velocidade da reação

são proporcionais ao produto das concentrações.

Reagentes gasosos – Aumentando-se a pressão diminui-se o volume, e aumenta

a concentração.

2.2.5 Lei da Velocidade

Considere a reação a A + b B = c C:

V – Velocidade da reação.

k – Constante da velocidade a uma dada temperatura.

MA e MB – Concentrações molares em mol/L dos reagentes.

x e y – Expoentes determinados experimentalmente, chamados de ordem da reação.

OBS.: a partir de agora, a concentração molar das substâncias vão ser indicadas pleos

colchetes [ ].

Reação ocorre uma única etapa:

Reação elementar.

x e y são os coeficientes estequiométricos a e b.

Ordem da reação em ralação a A – a.

Ordem da reação em ralação a B – b.

Ordem total da reação – a + b.

Mecanismo de reação (Complexo) – Conjunto de etapas para que ocorra uma

reação:

Considere a reação x A + B = AxB:

Mecanismo de etapa lenta: A + A – Ax

Mecanismo de etapa rápida: AX + B = AXB

A equação da velocidade é determinada pela etapa lenta do mecanismo de

reação:

Molecularidade – A soma do número de mol (coeficientes) dos reagentes.