Química

1. Química CinéticaQuímica

2. Objetivos : • Conceito e aplicações de velocidade de uma reação. • Influência na velocidade de uma reação pela natureza dos reagentes, concentrações e temperatura. • Conceito de energia de ionização e complexo ativado.

3. Introdução • A cinética é a parte da química que estuda as velocidades das reações onde, com o aumento da temperatura se aumenta a velocidade. • Veremos também os fatores que influênciam essa velocidade, com finalidade de caracterizar a lentidão ou a rapidez com que as reações ocorrem.

4. Velocidade média • A velocidade de uma reação é a variação da concentração dos reagentes pela variação de uma unidade de tempo. • As velocidades das reações químicas geralmente são expressas em molaridade por segundo (M/s). Vm = variação da concentração do produto / variação do tempo • Vm= △n △t

5. Vm= △n △n= variação do número de moles △t da substância △n= n final – n inicial △ t= variação do tempo △t= t final – t inicial

6. Exemplo : • considerando a tabela a seguir: Para equação: c2H2 + 2H2  C2H6, qualserá a velocidademédiadareaçãopara o intervalo de 0 a 6 minutos?

7. Condições para que ocorra uma reação • Os reagentes devem colidir com orientação apropriada. • Estas colisões devem ter energia suficiente para que haja formação do complexo ativado e consequentemente dos produtos da reação.

8. Energia de ativação • É a energia mínima necessária nas colisões das partículas para posterior formação dos produtos. Reação exotérmica Reação endotérmica

9. Catalisadores • 1- Definição São substâncias utilizadas em uma reação, sem serem consumidas, apenas aumentando a velocidade destas reações.

10. Exemplo H2 + ½ O2  H2O • Esta reação é tão lenta que praticamente não ocorre, a não ser em temperaturas acima de 1500° C. • Se usarmos a Platina (Pt) como catalisador, esta mesma reação ocorre em frações de segundos, nas condições ambientais. Pt H2 + ½ O2  H2O

11. O catalisador diminui a energia de ativação de uma reação, provocando um aumento na velocidade da reação. CATALISADOR  Diminui a energia de ativação Aumenta a velocidade da reação Não altera o valor da variação de entalpia ( H). Não reage.

12. 2- Catálise Reação que ocorre na presença de um catalisador. •  Catálise Homogênea É quando os reagentes e o catalisador constituem uma só fase. •  Catálise Heterogênea É quando os reagentes e o catalisador constituem mais de uma fase.

13. Inibidor • É a substância capaz de diminuir a velocidade de uma reação, aumentando a energia de ativação. • uma das funções do inibidor e conservar alimentos e produtos não perecíveis.

14. Fatores que alteram a velocidade da reação  Natureza dos reagentes Quanto maior for o número de ligações a serem rompidas nos reagentes e quanto mais forte forem essas ligações, mais lenta será a reação, isso porque, para uma reação ocorrer, é necessário romper as ligações existentes no reagente, para possibilitar a formação de novas ligações no produto.

15. Exemplo: • HCl + NaOH NaCl + H2O reação iônica e rápida. • CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O reação lenta, ocorre a quebra de ligação entre moléculas. • C3H8 +5O2  3CO2 + 4H2O reação muito lenta, pois é grande o número de ligações a serem quebradas entre C-H e O-O.

16. Fatores que alteram a velocidade da reação • Superfície de contato Quanto maior a superfície de contato entre os reagentes, maior o numero de colisões, maior será a velocidade das reações.

17. Exemplo: • Barra de ferro em H2O • Limalhas de ferro H2O • Enferrujam mais rápido No estado sólido a superfície de contato é menor, portanto a velocidade é maior.

18. Fatores que alteram a velocidade da reação • Temperatura O aumento da temperatura significa o aumento da energia cinética das moléculas, portanto aumenta a velocidade das reações.

19. Obs: Com o aumento da temperatura, mais moléculas reagem, reação mais rápida (maior velocidade de reação)

20. Fatores que alteram a velocidade da reação •  Concetração dos reagentes Considerando uma reação, o mairo numero de partículas de reagentes por unidade de volume significa maior concentração e, portanto, maior probabilidade de essas partículas colidirem, sendo maior a velocidade da reação.

21. Lei de Guldberg-Waage ou Lei da ação das massas • A velocidade de uma reação em uma dada temperatura é diretamente proporcional ao produto das concentrações mol/L dos reagentes, elevadas a expoentes correspondentes aos valores dos coeficientes da equação química balanceada. Aa + Bb  Cc + dD V= k[A]ª[B]b

22. Órdem de uma reação • é a soma da ordem de cada reagente, sendo este o coeficiente do reagente na equação ou expoente da concentração do reagente na fórmula.

23. Exemplo : • 2H2 + 2NO  N2 + 2H2O V= K[H2]²[NO]² 2 ° ordem de H2 2 ° ordem de NO TOTAL : 4° ordem

24. Reações não elementares • São reações em que ocorrem mais de um processo elementar, sendo a etapa lenta um fator decisivo na velocidade da reação.

25. Exemplo:

26. Fatores que alteram a velocidade da reação •  Pressão A pressão só ira influenciar na velocidade de uma reação se seus reagentes forem gasosos. Aumentar a pressão ( ou diminuir o volume) aumenta o número de colisões, aumenta a velocidade. Aumentar a pressão aumenta a concentração dos reagentes gasosos, aumenta a velocidade.

27. Fatores que alteram a velocidade da reação •  Pressão • O catalisador diminui a energia de ativa;cão,por tanto acelera a reação, ou seja, aumenta a velocidade. A 1° etapa é maior que a 2° etapa.Logo, A 1° etapa é mais lenta, Então é a que determina a Velocidade da reação.

28. Questõescomentadas: • 1) Considerando a equação: 3A + 2B  C + 5D • A) Qual a equaçãodavelocidade ?

29. 2) Considerando a equação: Xx + Yy + Zz Ww +mM e a tabelaabaixo: • Equaçãodavelocidade? ,.k • Valor de K ?

30. 4) (UFMG) O 1,3-butadieno (CH2=CH-CH=CH2) é utilizado na fabricação da borracha sintética. (...) CH3CH-CH=CH2 Ou CH3-CH=CH=CH2Cl Cl O primeiro, formado mais rapidamente, predomina. O segundo, formado mais lentamente, é mais estável e é o produto principal. (...) • Identifique os produtos A e B. • Compare as energias de ativação para as conversões do intermediário em A e em B.

31. 4) (UFMG) Considerande a reação entre pedaços de mármores e solução de ácido clorídrico descrita pela equação CaCO3+ 2H+  CO2 +H2O + Ca ²+ A velocidade da reação pode ser medida de diferentes maneiras e representada graficamente. Dentre os gráficos, o que representa corretamente a velocidade dessa reação é :

34. Obrigadapelaatenção!!! Fim.