- A cintica qumica o estudo da velocidade na qual as reaes qumicas ocorrem. Existem quatro fatores

importantes que afetam as velocidades das reaes: o estado fsico do reagente, as concentraes dos reagentes, a

temperatura na qual a reao ocorre e a presena de um catalisador. Objetivo: compreender as reaes qumicas no

nvel molecular. - Existem duas maneiras de medir a velocidade da reao A B: a velocidade na qual o produto formado (por exemplo, a variao na quantidade de matria de B por unidade de tempo); a velocidade na qual os

reagentes so consumidos (por exemplo, a variao na quantidade de matria de A por unidade de tempo). - Variao

da concentrao com o tempo: As unidades mais utilizadas para a velocidade so observar a concentrao em

quantidade de matria. J que o volume constante, a concentrao em quantidade de matria e a quantidade de

matria so diretamente proporcionais. A unidade para a velocidade mdia mol/L s. A velocidade mdia diminui

com o tempo. A velocidade a qualquer instante de tempo (velocidade instantnea) a inclinao da tangente da curva.

Em geral, as velocidades aumentam medida que as concentraes aumentam. - Uso das velocidades iniciais para

determinar as leis de velocidade: Uma reao de ordem zero em um reagente se a variao da concentrao daquele

reagente no produz nenhum efeito. Uma reao de primeira ordem se, ao dobrarmos a concentrao, a velocidade

dobrar. Uma reao de ordem n se, ao dobrarmos a concentrao, a velocidade aumentar de 2n. Observe que a

constante de velocidade no depende da concentrao. - Meia-vida: Meia-vida o tempo que a concentrao de um

reagente leva para diminuir para a metade do seu valor inicial. Para um processo de primeira ordem, t o tempo

gasto para [A]0 alcanar [A]0. Para uma reao de segunda ordem, a meia-vida depende da concentrao inicial. - Modelo de coliso: medida que a temperatura aumenta, a velocidade aumenta. Observaes: as velocidades das

reaes so afetadas pela concentrao e pela temperatura. Complicao: nem todas as colises levam aos produtos.

Na realidade, somente uma pequena frao das colises levam ao produto. - Fator orientao: Para que uma reao

ocorra, as molculas do reagente devem colidir com a orientao correta e com energia suficiente para formar os

produtos. - H dois tipos de colises: - horizontal coliso mais lenta. - vertical coliso mais rpida, coliso efetiva - Energia de ativao (energia de ativao, Ea, a energia mnima necessria para iniciar uma reao

qumica). Arrhenius: as molculas devem possuir uma quantidade mnima de energia para que elas reajam. Por qu?

Para que formem produtos, as ligaes devem ser quebradas nos reagentes. A quebra de ligao requer energia. -

Etapa elementar: qualquer processo que ocorra em uma nica etapa. Molecularidade: o nmero de molculas

presentes em uma etapa elementar. Unimolecular: uma molcula na etapa elementar. Bimolecular: duas molculas

na etapa elementar. Termolecular: trs molculas na etapa elementar. No comum vermos processos termoleculares

(estatisticamente improvvel). - Leis de velocidade para etapas elementares: A lei de velocidade para uma etapa

elementar determinada por sua molecularidade: Os processos unimoleculares so de primeira ordem, os processos

bimoleculares so de segunda ordem e os processos termoleculares so de terceira ordem. Leis de velocidade para

mecanismos de vrias etapas: Etapa determinante da velocidade: a mais lenta das etapas elementares. - Catlise

homognea: O catalisador e a reao esto em uma mesma fase (mesmo estado fsico). Geralmente, os catalisadores atuam diminuindo a energia de ativao para uma reao. Os catalisadores podem agir aumentando o nmero de

colises efetivas. Quando um catalisador adiciona um intermedirio, as energias de ativao para ambas as etapas

devem ser mais baixas do que a energia de ativao para a reao no catalisada. O catalisador est em uma fase

diferente dos reagentes e produtos. - Catlise heterognea: Exemplo tpico: catalisador slido, reagentes e produtos

gasosos (conversores catalticos em carros). A maioria dos catalisadores industriais so heterogneos. A primeira etapa a adsoro (a ligao de molculas do reagente superfcie do catalisador). As espcies adsorvidas (tomos e ons)

so muito reativas. As molculas so adsorvidas nos stios ativos na superfcie do catalisador. Enzimas: As enzimas

so catalisadores biolgicos (ex.: lipase e suco gstrico).

- Conceito de Equilbrio: Equilbrio qumico o ponto em que as concentraes de todas as espcies so constantes,

mas no necessariamente iguais. O ponto no qual a velocidade de decomposio: N2O4(g) 2NO2(g) se iguala velocidade de dimerizao: 2NO2(g) N2O4(g) o equilbrio dinmico. O equilbrio dinmico porque a reao no parou: as velocidades opostas so iguais. - Constante de equilbrio: No importa a composio inicial de

reagentes e produtos, a mesma proporo de concentraes alcanada no equilbrio. A constante de equilbrio, K,

a razo entre produtos e reagentes. Consequentemente, quanto maior for K, mais produtos estaro presentes no

equilbrio. De modo inverso, quanto menor for K, mais reagentes estaro presentes no equilbrio. Se K >> 1, ento os

produtos predominam no equilbrio e o equilbrio encontra-se direita. Se K

com reagente e continuamente remover o produto (Le Chtelier). - Efeitos das variaes de volume e presso:

medida que diminui-se o volume, a presso aumenta. O Princpio de Le Chtelier: se aumenta-se a presso, o sistema

deslocar no sentido de neutralizar o aumento. Isto , o sistema desloca no sentido de remover os gases e diminuir a

presso. Um aumento na presso favorece o sentido que tenha menos quantidade de matria de gs. Em uma reao

com a mesma quantidade de matria de produtos e reagentes gasosos, a presso no tem nenhum efeito. - Efeito das

variaes de temperatura: A constante de equilbrio depende da temperatura. Para uma reao endotrmica

(absorve calor da vizinhana), H > 0 e o calor pode ser considerado um reagente (T e Kc so diretamente proporcionais). Para uma reao exotrmica (transfere calor para a vizinhana), H < 0 e o calor pode ser considerado um produto (T e Kc so inversamente proporcionais). A adio de calor (por ex. o aquecimento do recipiente) favorece a reao no sentido contrrio ao: se H > 0, a adio de calor favorece a reao direta, se H < 0, a adio de calor favorece a reao inversa. A remoo de calor (por ex. o resfriamento do recipiente), favorece a reao no

sentido da diminuio: se H > 0, o resfriamento favorece a reao inversa, se H < 0, o resfriamento favorece a reao direta. - Efeito do catalisador: Um catalisador reduz a barreira de energia de ativao para a reao.

Consequentemente, um catalisador diminuir o tempo gasto para alcanar o equilbrio. Um catalisador no afeta a

composio da mistura em equilbrio.

- cidos e Bases (Reviso): cidos: tm gosto azedo e fazem com que os corantes mudem de cor. Bases: tm gosto

amargo e so escorregadias. Arrhenius: os cidos aumentam a [H+] e as bases aumentam a [OH-] em soluo.

Arrhenius: cido + base sal + gua. Problema: a definio nos limita soluo aquosa. - Brnsted-Lowry: O on H+(aq) simplesmente um prton sem eltrons. (O H tem um prton, um eltron e nenhum nutron.). O cido

doa H+ e a base recebe H+. A base de Brnsted-Lowry no precisa conter OH-. Considere HCl(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq): o HCl doa um prton para a gua. Consequentemente, o HCl um cido. A H2O recebe um prton do HCl. Consequentemente, a H2O uma base. A gua pode se comportar tanto como cido quanto como

base. As substncias anfteras podem se comportar tanto como cidos quanto como bases. - Pares cido-base

conjugados: O que quer que tenha sobrado do cido aps o prton ter sido doado chamado de sua base conjugada.

Similarmente, o que quer que tenha sobrado da base aps ela ter recebido o prton chamado de um cido conjugado.

Os pares cido-base conjugados diferem entre si apenas em um prton. Quanto mais forte o cido, mais fraca a

base conjugada. O H+ o cido mais forte que pode existir no equilbrio em soluo aquosa. O OH- a base mais

forte que pode existir no equilbrio em soluo aquosa. Qualquer cido ou base que mais forte do que H+ ou OH-

simplesmente reage estequiometricamente para produzir H+ e OH-. A base conjugada de um cido forte (por exemplo,

Cl-) tem propriedades cido-base desprezveis. Da mesma forma, o cido conjugado de uma base forte tem

propriedades cido-base desprezveis. - Auto ionizao da gua: duas molculas de gua podem interagir e produzir

dois ons: um ction, o hidrnio, e um nion, o hidrxido (H2O (l) + H2O (l) H3O+ (aq) + OH- (aq)). - Escala de pH: Em gua neutra a 25C, pH = pOH = 7,00. Em solues cidas, a [H+] > 1,0 x 10-7, ento o pH < 7,00. Em

solues bsicas, a [H+] < 1,0 x 10-7, ento o pH > 7,00. Quanto mais alto o pH, mais baixo o pOH e mais bsica a

soluo. A maioria dos valores de pH e de pOH est entre 0 e 14. No h limites tericos nos valores de pH ou de pOH. (Por exemplo, o pH de HCl 2,0 mol/L -0,301.). - cidos fortes: Os cidos comuns mais fortes so HCl, HBr,

HI, HNO3, HClO3, HClO4, e H2SO4. cidos fortes so eletrlitos fortes. Todos os cidos fortes ionizam

completamente em soluo. Em solues, o cido forte geralmente a nica fonte de H+. (Se a concentrao em

quantidade de matria do cido menor do que 10-6 mol/L, a auto-ionizao da gua precisa ser considerada.) Assim,

o pH da soluo a concentrao em quantidade de matria inicial do cido. - Bases fortes: A maioria dos hidrxidos

inicos so bases fortes (por exemplo, NaOH, KOH, e Ca(OH)2). As bases fortes so eletrlitos fortes e dissociam-

se completamente em soluo. O pOH (e, consequentemente, o pH) de uma base forte dado pela concentrao em

quantidade de matria inicial da base. Para um hidrxido ser uma base, ele deve ser solvel. As bases no tm que

conter o on OH-. - cidos Fracos: Os cidos fracos so apenas parcialmente ionizados em soluo. Existe uma

mistura de ons e cido no-ionizado em soluo. Consequentemente, os cidos fracos esto em equilbrio. - cidos

poliprticos: Os cidos poliprticos tm mais de um prton ionizvel. Os prtons so removidos em etapas, no todos

de uma s vez. sempre mais fcil remover o primeiro prton em um cido poliprtico do que o segundo. - Bases

Fracas: As bases fracas removem prtons das substncias. As bases geralmente tm pares solitrios ou cargas

negativas para atacar os prtons. As bases fracas mais neutras contm nitrognio. Propriedades cido-base de solues de sais: Quase todos os sais so eletrlitos fortes. Consequentemente, os sais existem inteiramente como

ons em soluo. As propriedades cido-base de sais so uma consequncia da reao de seus ons em soluo. A

reao na qual os ons produzem H+ ou OH- em gua chamada hidrlise. Os nions de cidos fracos so bsicos.

Os nions de cidos fortes so neutros. - Efeito combinado de ction e nion em soluo: Um nion de um cido

forte no tem propriedades cido-base. Um nion que a base conjugada de um cido fraco provocar um aumento

no pH. Um ction que o cido conjugado de uma base fraca provocar uma diminuio no pH da soluo. ons

metlicos provocaro uma diminuio no pH, com exceo dos metais alcalinos e dos metais alcalinos terrosos.

Quando uma soluo contm ctions e nions de cidos e bases fracas, use Ka e Kb para determinar o pH final da

soluo. - cidos e bases de Lewis: O cido de Brnsted-Lowry um doador de prtons. Focando nos eltrons: um

cido de Brnsted-Lowry pode ser considerado um receptor de par de eltrons. cido de Lewis: receptor de par de

eltrons. Base de Lewis: doador de par de eltrons. Observe: os cidos e as bases de Lewis no precisam conter

prtons. Consequentemente, a definio de Lewis a definio mais geral de cidos e bases. Os cidos de Lewis

geralmetne tm um octeto incompleto (por exemplo, BF3). Os ons de metal de transio geralmente so cidos de

Lewis. Os cidos de Lewis devem ter um orbital vazio (para o qual os pares de eltrons possam ser doados). Os

compostos com ligaes p podem agir como cido de Lewis: H2O(l) + CO2(g) H2CO3(aq). - O efeito do on comum: A solubilidade de um sal parcialmente solvel diminui quando um on comum adicionado.

- Composio e ao das solues-tampo: Um tampo consiste em uma mistura de cido fraco (HX) e sua base

conjugada (X-). Um tampo resiste a uma variao de pH quando uma pequena quantidade de OH- ou H+ adicionada.

- Capacidade de tampo e pH: A capacidade do tampo a quantidade de cido ou base neutralizada pelo tampo

antes que haja uma alterao significativa no pH. A capacidade do tampo depende da composio do tampo. Quanto

maiores so as quantidades de pares cido-base conjugados, maior a capacidade do tampo. O pH do tampo depende

da Ka. - Anfoterismo: xidos anfteros dissolvero tanto em um cido forte como em uma base forte. Exemplos: os

hidrxidos e xidos de Al3+, Cr3+, Zn2+ e Sn2+.