Cinética Química

Autor: Bernardo Maia

Cinética Química

Esse é a parte da química onde é estudado a velocidade das reações e os fatores que podem alterá-la, contribuindo para que seja mais rápida ou mais devagar.

Cinética Química

Primeiramente vamos pensar:

As reações ocorrem sozinhas ou necessitam de algo para ocorrerem ?

Energia Cinética

As reações necessitam de energia para que

aconteçam. Essa energia é chamada de energia de ativação ( Eat).

Essa energia pode ser fornecida de diversas formas como calor, atrito dentre outras.

Gráfico Energia de Ativação

Nos gráficos, a energia de ativação é representada pela diferença entre os reagentes e o topo da curva.

Quando essa energia é fornecida para os reagentes( onde ocorre a reação), eles se agitam de formam que o complexo ativado apareça, que é o momento da reação de maior energia.

Complexo Ativado

No complexo ativado, os reagentes estão com as ligações rompidas e ocorre a colisão efetiva, que consiste na real formação do produto.

Gráfico

No gráfico ao lado podemos localizar:

I – Energia do complexo ativado

II – Energia de ativação

III –Entalpia dos reagentes

IV- Entalpia dos produtos

V- Entalpia da reação

A reações podem ocorrer em apenas uma etapa, sendo chamada de reação elementar ou em mais de uma etapa chamada de não- elementar.

Como dito anteriormente, a reação ocorre nos reagentes. A fórmula da velocidade das reações consiste na multiplicação das concentrações dos reagentes elevadas a seus coeficientes, multiplicados por uma constante.

Apenas os compostos aquosos e gasosos participarão da fórmula da velocidade da reação não sendo utilizados os sólidos e os líquidos.

Tipos de reação

1. Reação elementar ( genérica)A ( s) + 2B ( g) + C ( aq) E ( aq)

2. Reação não- elementar A ( s) + C ( aq) E ( aq) Etapa rápidaE(aq) + D (s) F (aq) Etapa lenta

As reações não elementares, possuem sempre uma etapa lenta e as demais são rápidas. Essa etapa será a determinante da velocidade das reações, sendo esta a utilizada na fórmula.

• Exemplo da velocidade da reação:Serão utilizadas reações elementares e não elementares já citadas.( Volte ao slide tipo de reação)

Elementar: V=K[B]2[C]Não -elementar: V=K[E]

Gráfico reação não-elementar

Nos gráficos de reações não elementares temos a presença de mais de uma curva, sendo a de maior energia de ativação a etapa lenta.

No gráfico temos a presença de duas etapas, sendo a mais lenta a etapa II por ter maior Eat

Fatores que alteram velocidade da reação

Alguns fatores alteram a velocidade da reação, sendo eles:

• Concentração• Temperatura• Superfície de contato• Catalisador/ Inibidor• Pressão

Vamos pensar:

• Como a concentração pode afetar na velocidade da reação?

Veja a imagem abaixo:

Existe uma grande chance das pessoas se esbarrarem neste local ou num local mais vazio?

Assim como num ambiente com muitas pessoas é provável que elas se esbarrem,isso também ocorre com os reagentes de uma reação.

Quanto maior a concentração dos reagentes, maior o número de choques entre eles e consequentemente maior a quantidade de produto formado, sendo mais rápida a reação.

Ilustração do efeito da concentração

Na ilustração ao lado podemos perceber que quando a concentração aumenta, as colisões moleculares também aumentam.

• Temperatura:

• Como a temperatura poderia alterar na velocidade das reações?

• Vejamos a figura:

Na figura temos a imagem de uma água em ebulição. Nesse momento as moléculas se encontram agitadas o que irá contribuir para um choque mais rápido dos reagentes, ocorrendo mais rapidamente a reação.

Superfície de contato:• A superfície de contato está relacionada à

superfície exposta para reagir. Se a superfície aumenta, a reação ocorrerá mais rapidamente.

Na imagem ao lado temos a presença de uma roda onde está com formação de ferrugem. Essa reação ocorre devido ao contato do metal com o oxigênio.

• Para Pensar: Como fazemos para manter as rodas e latarias

do carro sem sofrer o processo de enferrujamento?

Catalisador/ Inibidor O catalisador tem a função de acelerar uma

reação diminuindo a energia de ativação da reação.

No gráfico ao lado a curva azul representa a reação sem catalisador. Ao adicionarmos o catalisador, a energia de ativação diminui representada pela linha vermelha.

• O inibidor tem a função de retardar a reação, fazendo com que necessite de uma maior energia de ativação para ocorrer.

• Exemplo: os conservantes de alimentos têm a função de inibir o processo de uma reação que possa causar alteração no alimento.

O catalisador dos carros

O catalisador dos carros, lançado em 1992 como

item obrigatório nos veículos, tinha a função de fazer com que a queima da gasolina fosse completa de forma que liberasse o dióxido de carbono ( CO2) e não o monóxido ce carbono ( CO) gás muito mais nocivo que o CO2.

• Veja a ilustração de um catalisador

http://www.carroecia.com.br/reportagens/especial/cuidados.asp

O CO é transformado em CO2 para se tornar menos poluente.

• Pressão: Para finalizar os fatores que alteram a

velocidade da reação, temos a pressão que, que só afetam os gasosos. Quando diminuímos o volume de onde o gás se encontra, aumentamos a pressão do gás que passa a ter suas moléculas mais próximas favorecendo a reação

Atividades propostas

1. Faça algumas experimentações rápidas para ilustrar os fatores que alteram o equilíbrio, e peça ao aluno que explique o que ocorre.

• Jogue sobre um pedaço de batata algumas gotas de água oxigenada.• Aqueça um pouco de água e coloque em um copo. Em outro recipiente,

coloque água gelada ou à temperatura ambiente. Jogue um comprimido efervescente de mesmo tamanho em cada copo e acompanhe o tempo de dissolução.

• Coloque água à temperatura ambiente em dois copos. Pegue dois comprimidos efervescentes e tritura um deles. Joguem nos copos e observe o tempo de dissolução.

2. Dê três exemplos de superfície de contato e concentração de situações cotidianas que alterem a velocidade de alguma reação.