“v”?

Parte da química que
estuda
a rapidez das reações
Este estudo é importante para o nosso dia-a-dia,
pois explica alguns fenômenos que convivemos
tais como:
Oxidação do ferro
(ocorre de forma lenta).
Alimentos em
panela de pressão
cozinham mais rápidos.
É a maior ou menor rapidez (velocidade)
com que uma reação ocorre
É calculada pela relação
entre a quantidade
de um reagente (ou produto) que é consumido
(ou produzido)
e o intervalo de tempo gasto para isto
v
M
=
[ final ] – [ inicial ]
t final – t inicial
As quantidades das substâncias
são medidas em
mol/L, massas, volumes (gases), etc.,
Enquanto que o intervalo de tempo pode ser
dado em
segundos, minutos ou horas
A quantidade de
reagente ou produto
medida em mol/L
é representada por [
]
01) (Covest – 2006) A reação de decomposição da amônia
gasosa foi realizada em um recipiente fechado:
2 NH3  N2 + 3 H2
A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em
função do tempo.
Concentração de NH3 em mol/ L
Tempo em horas
8,0
6,0
4,0
1,0
0,0
1,0
2,0
3,0
Qual é a velocidade média de consumo do reagente nas duas primeiras
horas de reação?
a)
b)
c)
d)
e)
4,0 mol / L.h
2,0 mol / L.h
10 km / h
1,0 mol / L.h
2,3 mol / h
Vm =
4 mol / L
2h
= 2 mol / L . h
02) Em determinada experiência, a reação de formação
de água está ocorrendo com o consumo de 4 mols
de oxigênio por minuto. Conseqüentemente, a
velocidade de consumo de hidrogênio é de:
a) 2 mols/min.
b) 4 mols/min.
c) 8 mols/min.
d) 12 mols/min.
e) 16 mols/min.
2
H2 +1 O2 
2H2O
2 mols/min de H2
1 mols/min de O2
n mols/min de H2
4 mols/min de O2
n=2x4
n = 8 mols / min
03) (FMIt - MG) Numa reação completa de combustão,
foi consumido, em 5 min, 0,25 mol de metano, que
foi transformado em CO2 e H2O.
A velocidade da reação será:
a) 0,80 mol/min.
b) 0,40 mol/min.
c) 0,05 mol/min.
d) 0,60 mol/min.
e) 0,30 mol/min.
Vm =
0,25 mol
5 min
V m = 0,05 mol / min
04) (Mack – SP) Numa certa experiência, a síntese do cloreto de
hidrogênio ocorre com um consumo de 3,0 mol de H2(g) por
minuto. A velocidade de formação do cloreto de hidrogênio é
igual a:
Dado: H2 (g) + Cl2 (g)  2 HCl (g)
Ex. 01
Pag. 38
a) ao dobro da do consumo de gás cloro.
b) a 3,0 mol / minuto.
c) a 2,0 mol / minuto.
d) a 1,0 mol / minuto.
e) a 1,5 mol / minuto.
1 H2 (g) + 1 Cl2 (g)  2 HCl (g)
Produz o DOBRO do consumo
de gás cloro
05) (Ufscar – SP) Para a reação A + 2 B  C, com concentrações
iniciais de A e B iguais a 8,5 molar e 15 molar, respectivamente,
colheram-se os seguintes dados em laboratório:
tempo (h) 0
1,0
2,0
3,0
4,0
[C]
3,0
4,5
5,0
5,5
0
Ex. 05
Pag. 38
Calcule:
a) A velocidade média da reação no intervalo de tempo de 1h e 3h.
v=
5,0 – 3,0
3–1
=
2,0
= 1 mol/L x h
2
a) A concentração de A no tempo de 4h
Em 4 h são produzidos 5,5 mol/L de C, que tem a mesma
velocidade de consumo de A, 5,5 mol/L
Em 4 h restarão 8,5 – 5,5 = 3,0 mol/L
06) (Unisinos – RS) A combustão completa do etanol ocorre pela
equação C2H6O + 3 O2  2 CO2 + 3 H2O. Considerando que
em 1 h de reação foram produzidos 2640g de gás carbônico,
você conclui que a velocidade da reação, expressa em nº de
mols de etanol consumido por minuto, é igual a:
Ex. 07
a) 0,5 mol/min.
b) 1,0 mol/min.
c) 23 mol/min.
d) 46 mol/min.
n=
2640
= 60 mols/h
44
n = 60 mols / 60 min
n = 1 mol / min
e) 69 mol/min.
1 C2H6O + 3 O2  2 CO2 + 3 H2O
n = 0,5 mol / min
Pag. 38
Para compreendermos os fatores
que alteram a velocidade
de uma reação devemos conhecer a
TEORIA DAS COLISÕES
energia suficiente
e
orientação adequada
H2
+
I2
2 HI
energia
insuficiente
H2
+
I2
H2
+
I2
orientação
inadequada
H2
+
I2
H2
+
I2
De acordo com a teoria das colisões pode-se
afirmar que
a velocidade de uma reação depende:
I. Da freqüência das colisões.
II. Da energia das colisões.
III. Da orientação das moléculas nas
colisões.
A freqüência e a energia das colisões são
afetadas pelos fatores:
No que se refere ao estado
No que se refere aos sólidos:
físico dos reagentes
Osmais
gases
reagem melhor
Quanto
pulverizados
estiverem
que
os
líquidos,
e
estes
melhor
que
os
os reagentes, mais rápida é a reação
sólidos
Um aumento da temperatura
aumenta a freqüência e a energia das colisões
entre os reagentes,
como conseqüência,
o número de colisões efetivas e a velocidade da
reação aumentam
Para que as moléculas quebrem suas
ligações iniciais e formem novas
substâncias é necessária uma energia
mínima denominada de
ENERGIA DE ATIVAÇÃO (Ea)
energia ( kcal )
+ 50
Ea = + 40 kcal
+ 15
+ 10
caminho da reação
A energia elétrica pode ser
É o que ocorre nos motores
usada para aumentar a
dos automóveis
energia cinética das moléculas e, em
onde a faísca elétrica provoca a
função disto aumentar
combustão da gasolina
a velocidade da reação
A luz provoca algumas reações
denominadas de
REAÇÕES FOTOQUÍMICAS
As principais são:
Fotossíntese
Decomposição da água oxigenada
em água e oxigênio
Os catalisadores não são consumidos
É uma substância que diminui
durante a reação
a energia de ativação de uma reação
aumentandonão
assim
Os catalisadores
alteram
a sua
a variação
de velocidade
entalpia da reação
energia ( kcal )
+ 50
+ 30
Ea = + 40 kcal
sem catalisador
Ea = + 20 kcal
com catalisador
+ 15
+ 10
caminho da reação
01) A velocidade de uma reação química depende:
V
I. Do número de colisões entre moléculas na
unidade de tempo.
V
II. Da energia cinética das moléculas envolvidas
na reação.
V III. Da orientação 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.
02) O carvão é combustível constituído de uma
mistura de compostos ricos em carbono.
A situação do combustível, do comburente e a
temperatura utilizada favorecerão a combustão
do carbono com maior velocidade, é, na ordem:
a) carvão em pedaços, ar atmosférico, 0°C.
b) carvão pulverizado, ar atmosférico, 30°C.
c) carvão em pedaços, oxigênio puro, 20°C.
d) carvão pulverizado, oxigênio puro, 100°C.
e) carvão em pedaços, oxigênio líquido, 50°C.
Um aumento da concentração
dos reagentes numa solução acarretará no
aumento do número de colisões e,
em conseqüência,
um aumento da velocidade da reação
Para uma reação genérica:
a A + b B  Produtos
A velocidade da reação é dada
pela expressão:
v =
k [A]
x
[B]
y
Esta Onde
equação
os valores
é conhecida
de “ xpelo
” e nome
“ y ” de
são determinados
LEI DA VELOCIDADE
experimentalmente
Para as reações ELEMENTARES
os valores dos expoentes
são iguais aos coeficientes das substâncias na equação
química
Para a reação:
2 NO (g) + H2 (g)  N2O (g) + H2O (g)
A lei da velocidade é:
v = k
[ NO ]
2
[ H2 ]
Se uma reação ocorrer em
várias etapas
sua velocidade é dada pela
ETAPA MAIS LENTA
A + A  A2
( etapa lenta )
A2 + B  A2B
( etapa rápida )
2 A + B  A2B
( reação global )
A lei da velocidade é:
v = k [A]
2
01) A reação A + 2 B  P se processa em uma única
etapa. Qual a velocidade desta reação quando
K = 0,3 L/mol . min, [A] = 2,0 M e [B] = 3,0 M ?
a) 5,4.
k = 0,3 L / mol . min
b) 4,5.
c) 1,8.
d) 18,0.
[ A ] = 2,0 M
[ B ] = 3,0 M
e) 54.
v = k [ A ][ B ]
v = 5,4
2
= 0,3
x
2
x
3 2 = 0,3
x
2
x
9
02) (Unip-SP) A poluição é uma das causas da destruição da camada de
ozônio. Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído é a reação
do dióxido de nitrogênio com o ozônio:
2 NO2 (g) + O3 (g)  N2O5 (g) + O2 (g)
Essa reação ocorre em duas etapas:
I.
NO2 (g) + O3 (g)  NO3 (g) + O2 (g)
II. NO3 (g) + NO (g)  N2O5 (g)
Assinale a lei de velocidade para essa reação:
2
a) v = k [NO2] [O3]
b) v = k [NO2] [O3]
c) v = k [NO3] [NO2]
d) v = k [NO2] [O3] + k’ [NO3] [NO2]
e) v = k [NO2]
2
(lenta)
(rápida)
Pág. 45
Ex. 11
03) 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.
v = k [ NH3 ] 2
[ NH3 ] = x mol /L
2
v= kx
[ NH3 ] = 2x mol /L
v’ = k ( 2x )
2
v’ = 4 k x 2
v’ = 4 v
04) Unisinos-RS) Na Química ambiental, que procura, entre outras coisas,
avaliar formas de atenuar a emissão de substâncias gasosas que
depreciam a qualidade do ar; a reação entre os gases monóxido de
carbono e oxigênio, para produzir dióxido de carbono, tem grande
importância. A equação representativa dessa reação é:
v1
2 CO (g) + O2 (g)
Pág. 45
Ex. 10
2 CO2 (g)
v2
Quando se duplicarem, simultaneamente, as concentrações molares
de CO e O2, efetuando a reação em sistema fechado, por quantas
vezes ficará multiplicada a velocidade da reação “v”?
a) 2.
b) 4.
v = k [CO]
2
[O2]
[CO2] = x mol/L
[CO2] = 2x mol/L
[O2] = y mol/L
[O2] = 2y mol/L
c) 8.
d) 16.
e) 32.
2
v=kx y
2
v’ = k (2x) (2y)
v’ = 8
2
vk x y
05) A tabela abaixo apresenta os valores das velocidades de reação e as
correspondentes concentrações em mol / L dos reagentes em idênticas
condições, para o processo químico representado pela equação:
3X + 2Y  Z + 5W
velocidade
[X]
[Y]
1
10
5
10
2
40
10
10
3
40
10
20
Pág. 44
Ex. 08
b
a
2
Qual a equação de velocidade desse processo?
a
b
40
40
k x 10 x 10
3
1
a
=
10
k
=
4
2
2
=
2
2
x
5
x
10
b
2
a
k
x
10
k
x
10
=
40
=
1
a
2
0
=
2
2
b = 0
a = 2
v = k [X]
v = k [X]
2
[Y]
0
ou
v = k [X]
2
b
b
[Y]
2
2
x
20
x
10
b
b
06) (Urca-CE) Dada a seguinte reação genérica “2 A + B  C” e o quadro
cinético abaixo:
Experiência
[A] mol/L
[B] mol/L
Velocidade (mol/L.s)
I
0,42
0,21
0,20
II
0,42
0,63
1,80
III
0,84
0,21
0,40
É correto afirmar:
a) é uma reação elementar.
v = k [A]
x
[B]
b) a ordem global da reação é 2.
v = k [A] [B]
y
2
c) a lei de velocidade é v = k[A]2[B].
d) a constante de velocidade é igual a 1.
e) a lei de velocidade é v = k[A][B]2.
x
1,80
2
k . (0,42) (0,63)
=
x
0,20
k
.
(0,42)
(0,21)
1
3
1
0,40
0,20
=
k . (0,84)
k . (0,42)
x
x
(0,21)
(0,21)
y
y
y
9 = 3
y
y
y=2
x
2 = 2
x=1