CINÉTICA QUÍMICA

CINÉTICA QUÍMICA Jefferson Luis – CEB 2º ano

Cinética Química Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam. Rápidas Reações Químicas Lentas Moderadas

Cinética Química Reação Rápida faísca 6 NaN3(l) + Fe2O3(s) 3 Na2O(s) + 2 Fe(s) + 9 N2(g)

Cinética Química Reação Moderada Decomposição dos Alimentos Reação Lenta Formação do Petróleo

Cinética Química A B [ ] t

Cinética Química Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função das Substâncias É a razão entre a quantidade consumida ou produzida da substância e o intervalo de tempo (∆t) em que isso ocorrreu.

Cinética Química Velocidade Média (Vm)de uma Reação em Função das Substâncias

Cinética Química Velocidade Média (Vm)de uma Reação Como calcular a velocidade de uma reação quando a proporção entre o número de mols é diferente? 2 HI(g) H2(g) + I2(g) A velocidade da variação de concentração do HI é duas vezes maior que a velocidade da variação de concentração do H2

Cinética Química C2H2 + 2 H2 => C2H6

Cinética Química Condições para que ocorra uma Reação • Os reagentes devem estar em contato • Afinidade química entre os reagentes Teoria da Colisão • As moléculas dos reagentes devem colidir entre si • A colisão deve ocorrer com geometria favorável

Cinética Química Teoria da Colisão Colisão Desfavorável Colisão Desfavorável

O-------N N O Cinética Química Teoria da Colisão O2 N2 2 NO Reagentes Produtos Complexo Ativado

Cinética Química Teoria da Colisão • Para que a colisão seja efetiva é necessário ainda que os reagentes adquiram uma energia mínima denominada energia de ativação. Energia de Ativação é a quantidade mínima de energia necessária para que a colisão entre as partículas dos reagentes, feita numa orientação favorável, seja efetiva.

O-------N N O Cinética Química Complexo Ativado: estado intermediário formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas e formação de novas ligações O2 N2 2 NO Reagentes Produtos Complexo Ativado

TEORIA DAS COLISÕES: HI + HI eficaz Não eficaz I2 + H2 I2 H2

Cinética Química Quanto menor for a energia de ativação exigida, maior a velocidade da reação.

Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação • Superfície de Contato

Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação • Temperatura Um aumento de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas, pois há um incremento na energia cinética das moléculas

Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação • Presença de Catalisador É uma substância que aumenta a velocidade da reação, diminuindo a energia de ativação para os reagentes atingirem o complexo ativado. No entanto eles não participam da formação do produto, sendo completamente regenerados no final

Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação • Presença de Catalisador Sem catalisador Com catalisador

Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação • Concentração dos Reagentes Quanto maior a concentração de partículas dos reagentes, maior será o número de colisões efetivas e consequentemente maior a velocidade da reação.

EXERCÍCIOS Exercício: 1) A velocidade de uma reação química depende: I. Da concentração dos reagentes. II. Da temperatura envolvida na reação. III. Do estado físico das moléculas. Estão corretas as alternativas: a) I, II e III b) somente I c) somente II d) somente I e II e) somente I e III

2) Das proposições abaixo, relacionadas com cinética química, a única falsa é: a) A velocidade de uma reação pode ser medida pelo consumo dos reagentes na unidade de tempo. b) A colisão entre as partículas químicas é necessária para que haja reação. c) Temperatura e catalisador são fatores que influenciam na velocidade de reação. d) A concentração dos reagentes afeta a velocidade de reação. e) O estado físico dos reagentes exerce influência na velocidade de reação.

3) Observe a tabela referente à decomposição da amônia produzindo hidrogênio e nitrogênio: Determine a velocidade média da reação, em função da amônia, no intervalo de tempo de 0 a 1h.

4) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: 2 NH3 1N2 + 3 H2 A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em função do tempo. Qual é a velocidade média de consumo do reagente na primeira hora de reação? a) 4,0 mol L-1h-1 b) 2,0 mol L-1h-1 c) 10 km h-1 d) 1,0 mol L-1h-1 e) 2,3 mol h-1

5) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação: 2 NH3 (g)  N2 (g) + 3 H2 (g) Duplicando-se a concentração molar de NH3, a velocidade da reação ficará: a) inalterada. b) duas vezes maior. c) três vezes maior. d) quatro vezes maior. e) seis vezes maior.

Cinética Química Lei da Ação das Massas “A cada temperatura, a velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações dos reagentes, elevadas a expoentes determinados experimentalmente” aA + bB => cC + dD V = k [A] [B]β K é uma constante da velocidade a uma dada temperatura  e β são expoentes determinados experimentalmente

Cinética Química Reação Elementar Quando a reação química se desenvolve em uma única etapa, dizemos que a reação é elementar. Numa reação elementar, os expoentes a que devem ser elevadas as concentrações dos reagentes na expressão da velocidade são os próprios coeficientes dos reagentes na equação balanceada aA + bB => cC + dD V = k [A]a [B]b V = k [H3O+] [OH-] 1 H3O+ + 1 OH- => 2 H2O

Cinética Química Reação Não-Elementar Quando a reação se desenvolve em duas ou mais etapas distintas, a velocidade da reação depende apenas da velocidade da etapa lenta. A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da reação

Cinética Química Reação Não-Elementar A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da reação 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O Etapa I 1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O (lenta) Etapa II 1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O (rápida) Reação Global 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O

Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O Etapa I 1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O (lenta) Etapa II 1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O (rápida) Reação Global 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O A velocidade da reação global será determinada pela velocidade da etapa I V = k [H2] [NO]2

Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O Energia de ativação 1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O 1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O Etapa I Etapa II Caminho da reação

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