CINÉTICA QUÍMICA – PROFª SIMONE Velocidade das reações e os fatores que a influenciam. 2 NaN3(s) 2 Na(s) + 3 N2(g) 2 Fe(s) + 3/2 O2(g) Gás que infla o airbag Fe2O3(s) Ferrugem VELOCIDADE MÉDIA Tempo= 0 [A] é máxima [B] é zero Após inicio reação [A] vai diminuindo no decorrer do tempo [B] aumenta decorrer reação A velocidade de consumo/formação de uma substância que participa de uma reação, é calculada através da variação da quantidade: (nº de mol, massa ou concentração molar) pelo tempo com que a variação ocorreu. TABELA 2H2O2(aq) t= 0 min → Formados formados Formados formados Formados formados Formados 0,3mol/L consumido . t=30min formados 0,5 mol/L consumido . t=20min + O2(g) 0,8 mol/L consumido . t= 10 min 2H20(l) 0,1mol/L consumido . CÁLCULOS DA VELOCIDADE DE CONSUMO E DE FORMAÇÃO: VELOCIDADE MÉDIA DA REAÇÃO: A+ B C+ D Em que as letras minúsculas são os coeficientes (nº de mol) e as maiúsculas são as substâncias participantes da reação. Vm Exemplo: VA a VB b VC c VD d Considere a equação abaixo: N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) Sabendo que:[H2] inicial = 6 mol/L; [H2] final = 2 mol/L; a) Qual a velocidade média da reação? t = 20 min. CONDIÇÕES PARA A OCORRENCIA DE UMA REAÇÃO: Contato entre as partículas: (átomos, moléculas ou íons) dos reagentes. Afinidade química: uma certa tendência natural para reagir. Choques eficazes (colisões efetivas): a colisão entre as partículas dos reagentes deve ocorrer em uma orientação favorável, para que as ligações existentes nos reagentes sejam rompidas. Energia de ativação: para que uma reação aconteça, é necessário um mínimo de energia, além daquela que os reagentes já apresentam. No momento em que ocorre o choque em uma posição favorável, forma-se uma estrutura intermediária entre os reagentes e os produtos denominada complexo ativado. Complexo ativado estado intermediário (estado de transição) formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas (presentes nos reagentes) e formação de novas ligações (presentes nos produtos). Para que ocorra a formação do complexo ativado, as moléculas dos reagentes devem apresentar energia suficiente, além da colisão em geometria favorável. Essa energia denominamos energia de ativação (Ea). Energia de ativação (Ea) é a menor quantidade de energia necessária que deve ser fornecida aos reagentes para a formação do complexo ativado e, conseqüentemente, para a ocorrência da reação. Fatores que influenciam na velocidade de uma reação química Reagentes sólidos: quanto mais fragmentado, maior será a velocidade das reações Quanto maior a superfície de contato entre os reagentes, ou seja, quanto mais pulverizado/fragmentado maior o número de colisões entre as partículas reagentes. Isso faz com que aumente o número de colisões eficazes, aumentando a velocidade da reação. TEMPERATURA Aumentado a temperatura, aumenta a energia cinética das moléculas reagentes (grau de agitação das moléculas), o que proporciona um aumento no número de colisões e aumento do número de moléculas com energia igual ou superior à energia de ativação, aumentado a velocidade da reação. Exemplo: Lavar roupas em água fria (demora mais para retirar manchas) Lavar roupas em água quente (retira as manchas mais rapidamente) CONCENTRAÇÃO Aumentando a concentração (quantidade ou até mesmo a pressão de um gás) estamos aumentando o número de choques entre as partículas reagentes, o que consequentemente aumenta a velocidade da reação. Exemplo: CATALISADOR Catalisador é uma espécie química que promove o aumento da velocidade de uma reação através da diminuição da energia de ativação. O catalisador participa temporariamente do processo, formando com os reagentes um complexo ativado menos energético. Porém ao final da reação é completamente recuperado, sem sofrer alteração na sua composição ou massa. 1. Um catalisador acelera a reação, mas não aumenta seu rendimento, isto é, ele produz a mesma quantidade de produto, mas num período de tempo menor. 2. O catalisador não altera o ΔH da reação. 3. Um catalisador acelera tanto a reação direta quanto a inversa, pois diminui a energia de ativação de ambas.