Cinética Química 1

1. Cinética Química 1 Professor Luiz Antônio Tomaz

2. O que é cinética química? Etimologicamente, . . . 1. Do grego kinetiké = movimento (por extensão, velocidade) 2. Do francês chimique = química (por extensão, estudo dos fenômenos químicos)

3. Cinética química é, portanto, ... Parte da físico-química que estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que a influenciam.

4. Reações química cotidianas e velocidade ... As RQ’s podem apresentar diferentes velocidades. Daí, a importância de estudá-las, visando ao seu melhor aproveitamento.

5. Reação muitíssimo lenta . . . A formação da ferrugem pode demorar anos. 4Fe + 3O2  2Fe2O3

6. Reação muito lenta . . . A fermentação do suco de uva para produzir vinho demora meses. C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2 glicose etanol

7. Reação lenta . . . A conversão de vinho em vinagre ocorre em alguns dias, quando o etanol (álcool do vinho) é oxidado a ácido acético (ou etanóico). [O] C2H5OH  CH3COOH álcool ácido etanóico

8. Reação moderada . . . Na combustão da vela esperamos horas para que a parafina* reaja completamente com oxigênio do ar. *principal componente é C21H44 C21H44  2CO2 + H2O parafina

9. Reação rápida . . . O “escurecimento” de uma fruta demora minutos e é devido à conversão da hidroquinona* em benzoquinona**. *claro **escuro

10. Reação muito rápida . . . Decomposição da água oxigenada é imediata. catalase* H2O2  H2O + O2 *enzima catalisadora.

11. Reação ultra-rápida . . . Os “air bags” são equipamentos de segurança que envolve reação química que dura frações de segundo. 6NaN3(s) + Fe2O3(s) 3Na2O(s) + 2Fe(s) + 9N2(g)

12. Expressão da velocidade Costuma-se expressar a velocidade de reações em função das concentrações.

13. Expressão da velocidade Velocidade de uma RQ é a grandeza que mede as quantidades* de reagentes (e de produtos) por unidade de tempo. * Geralmente em mols/L

14. Conceito de velocidade de uma reação química

15. Exercício resolvido . . . Dada a reação química: 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g). Foram realizados experimentos com a reação e, à medida que o tempo passou, as concentrações de reagentes e de produtos foram medidas.

16. Exercício resolvido . . . Os dados constam na tabela.

17. Exercício resolvido . . . 1. Qual a velocidade média no intervalo 0min a 5min? 2. Qual a velocidade média no intervalo 20min a 30min?

18. Outro exercício resolvido . . . Considere a equação química. 2NO2(g) + 4CO(g) N2(g) + 4CO2(g) A formação de N2 tem velocidade média igual a 0,05 mol/min. A massa de CO2(g), em gramas formada em 1(uma) hora é: • 8,8 (B) 44 (C) 84,0 • (D) 132,0 (E) 528,0

19. Outro exercício resolvido . . . Resposta certa: letra E. 1.ª parte: 2.ª parte:

20. A Teoria das Colisões Dada a reação química . . . H2(g) + I2(g) 2 HI(g) Para facilitar a “visualização” da mesma optamos pelo modelo de Dalton . . . I I H H  + I I H H

21. A Teoria das Colisões Colisão muito suave . . . I I H H  + + H I I H Reação não ocorre.

22. A Teoria das Colisões Colisão com má orientação . . . I I H H  H + + I I H Reação não ocorre.

23. A Teoria das Colisões Colisão efetiva . . . I H I H  + I H I H Reação ocorre.

24. A Teoria das Colisões 1. Se a energia não for suficiente, a colisão pode acontecer, mas não há rompimento das ligações dos reagentes para que ocorra reação. 2. Essa quantidade mínima de energia necessária para que ocorra rompimento das ligações é a energia de ativação.

25. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Superfície de contato . . . Quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade da reação.

26. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Superfície de contato . . . Quanto maior é a superfície de contato, maior é o número de choques efetivos entre as partículas dos reagentes e, portanto, maior é a velocidade da reação. 

27. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Temperatura . . . Da mesma forma, quanto maior a temperatura, maior é o número de choques efetivos entre as partículas dos reagentes e, portanto, a velocidade da reação será maior. É por isso que cozinhamos os alimentos.

28. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Regra de Van’t Hoff “A cada aumento de 10°C na temperatura de uma reação química, a velocidade tende* a se duplicar.” *Não necessáriamente.

29. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Estado físico dos reagentes . . . O estado gasoso é vantajoso para as reações , pois as partículas possuem maior energia e maior liberdade de movimentos, o que favorece maior número de choques efetivos.

30. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Estado físico dos reagentes . . . Na explosão da gasolina, no interior do motor, é desejável que a mesma se encontre no estado gasoso. Gasolina no estado gasoso.

31. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Pressão. . . Quanto maior for a pressão num sistema gasoso, menor é o volume ocupado pelos reagentes e maior é a velocidade da reação.

32. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Luz . . . Algumas reações são favorecidas pela luz, como a decomposição da água oxigenada, por isso os frascos que você encontra nas farmácias são escuros.

33. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Luz . . . A reação de decomposição da água oxigenada pela luz é fotólise.

34. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Eletricidade . . . Eletrólise da água. É uma maneira de fornecer energia de ativação, por exemplo, para a decomposição da água.

35. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Catalisadores . . . Catalisadores são substâncias que aceleram a velocidade das reações. Os catalisadores não alteram a variação de entalpia de uma reação, mas diminuem a energia de ativação dela.

36. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Catalisadores . . . O catalisadores diminuem a barreira de energia a ser vencida. Os catalisadores são substâncias que “entram e saem“ da reação, ou seja, as substâncias catalisadoras são recuperadas no final da reação.

37. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Catalisadores . . . Ea = energia de ativação. Enzimas ou catalisadores biológicos aceleram as reações bioquímicas.

38. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Catalisadores no cotidiano . . . Catalisadores de automóveis diminuem a poluição, convertendo gases tóxicos em outros menos tóxicos.

39. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Catalisadores no cotidiano . . . Composição:Resina (branca): resina epóxi e cargas minerais; Catalisador (cinza): poliamida e cargas minerais.

40. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Atenção ! ! ! Há também os chamados inibidores de reação Às vezes, são necessárias substâncias que tornam as reações mais lentas. São chamados inibidores de reação.

41. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Inibidores . . . A vitamina C (ácido ascórbico) funciona como inibidor de reação, impedindo o escurecimento da maçã. Veja o experimento ilustrado.

42. Fatores que alteram a velocidade de uma RQ Concentração . . . Devido à grande importância, daremos atenção especial aos efeitos da concetração sobre a velocidade das reações. Realizaremos, inclusive, um estudo matemático. Até lá, então !

43. Turma 201.