Cinética Química

1. Cinética Química

2. Cinética Química Na(s) + H2O(l) Na(OH)(aq) DG = -2588 Kj/mol Processo Espontâneo Reação Rápida Zn(s) +2 HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g) DG = -383,5 Kj/mol Processo Espontâneo Reação Lenta

3. Cinética Química • Espontaneidade não está relacionada com velocidade. • Velocidade pode ser expressa: V = DnCO/Dt V = DnNO2/Dt V = - DnCO2/Dt V = - DnNO/Dt

4. Mecanismos de Reação • Fatores que afetam a velocidade da Reação • Energia dos choques • Orientação das moléculas • Frequência dos choques

5. Eat Energia de Ativação

6. Influência da Temperatura • Aumento de temperatura – Aumento da Energia Média dos Choques.

7. Influência da Pressão Aumento na pressão aumenta a probabilidade (freqüência) das colisões

8. Influência da Concentração Aumento na concentração aumenta a freqüência das colisões

9. Lei da Ação das Massas a A + b B  2AB v = k1[A]a [B]b • Com gases, pode-se usar P em lugar de [ ].

10. Efeito da Área de Contato Bombril enferruja mais rápido que prego. Maior área de contato aumenta a freqüência das colisões

11. Catalizadores Substâncias que aceleram uma reação sem serem consumidas no processo.

12. Catalisadores Atuação - Diminuem a energia de ativação.

13. Catalisadores Fornecem um caminho alternativo para a reação, com menor Eat • Formação de um composto intermediário 2 SO2 + O2 2 SO3 (lento – Eat alta) 1) 2 NO + O2  2 NO2 ( + rápido – Eat menor) 2) 2 NO2 + 2 SO2  2 SO3 + 2 NO (rápido) B) Adsorção dos reagentes Normalmente envolve metais de transição. Faz-se uso dos orbitais d vazios do metal de transição. (Ex – Decomposição do HI catalizada por Platina em pó)

14. Principais Catalisadores • Metais de Transição. • Catalisadores de oxi-redução. • Ácidos e Bases • Importantes na Química Orgânica. • Seu funcionamento envolve transferência de próton (catálise geral ácida). • Enzimas • Catálise baseada em reconhecimento de estruturas espaciais. • RNA polimeraze, Lipases, ATPases, Fosfatases ácidas e alcalinas...

15. Equilíbrio em Sistemas Homogêneos

16. Reações Reversíveis • Reação que se processa simultaneamente nos dois sentidos. V1 = k1 [H2O]2 V-1 = k-1 [O2] [H2]2 Equilíbrio – As velocidades das reações direta e inversa se igualam

17. Equilíbrio Dinâmico V1 = k1 [H2O]2 V-1 = k-1 [O2] [H2]2

18. Grau de Equilíbrio • = (no. de moles que reagiu)/(no. de moles inicial) • Depende de T, P, V, e n H2O H2O H2 O2 H2 O2

19. Constante de Equilíbrio V1 = k1 [H2O]2 V-1 = k-1 [O2] [H2]2 No equilíbrio  v1 = v-1 k1 [H2O]2 = k-1 [O2] [H2]2 k1/k-1 = [O2] [H2]2 / [H2O]2 Keq = [O2] [H2]2 / [H2O]2

20. Constante de Equilíbrio a A + b B + c C + d D   e E + f F + g G +h H Keq = [A]a [B]b [C]c [D]d [E]e [F]f [G]g [H]h

21. Deslocamento de Equilíbrio • Mudanças nas velocidades das reações direta ou inversa alteram a posição de equilíbrio

22. Deslocamento de Equilíbrio • Princípio de Le Chatelier - O sistema sempre responde a uma perturbação, atingindo uma nova posição de equilíbrio, de modo a neutralizar a perturbação introduzida. Ex: Quais as concentrações de equilíbrio, partindo-se das concentrações iniciais abaixo?

23. Influência da Concentração

24. Influência da Pressão • Mais sentida em reações que envolvam reagentes gasosos. Qual o resultado de um aumento de pressão?

25. Influência da Temperatura Aumento de Temperatura favorece a reação endotérmica!