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Parte da química que estuda a rapidez das reações.

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2 Parte da química que estuda a rapidez das reações

3 Oxidação do ferro (ocorre de forma lenta). Este estudo é importante para o nosso dia-a-dia, pois explica alguns fenômenos que convivemos tais como:

4 Alimentos em panela de pressão cozinham mais rápidos.

5 É a maior ou menor rapidez (velocidade) com que uma reação ocorre

6 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 = [ final ][ inicial ]– final t – inicial t M

7 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

8 A quantidade de reagente ou produto medida em mol/L é representada por [ ]

9 01) (Covest – 2006) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: 2 NH 3 N H 2 A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em função do tempo. Concentração de NH 3 em mol/ L Tempo em horas 8,06,04,01,0 0,01,02,03,0 Qual é a velocidade média de consumo do reagente nas duas primeiras horas de reação? a) 4,0 mol / L.h b) 2,0 mol / L.h c) 10 km / h d) 1,0 mol / L.h e) 2,3 mol / h V m = 4 mol / L 2 h = 2 mol / L. h

10 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. H 2 + O 2 H 2 O 2 mols/min de H 2 1 mols/min de O 2 n mols/min de H 2 4 mols/min de O 2 n = 2 x 4n = 8 mols / min 221

11 03) (FMIt - MG) Numa reação completa de combustão, foi consumido, em 5 min, 0,25 mol de metano, que foi transformado em CO 2 e H 2 O. 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. V m = 0,25 mol 5 min = 0,05 mol / min V m

12 04) (Mack – SP) Numa certa experiência, a síntese do cloreto de hidrogênio ocorre com um consumo de 3,0 mol de H 2(g) por minuto. A velocidade de formação do cloreto de hidrogênio é igual a: Dado: H 2 (g) + Cl 2 (g) 2 HCl (g) 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. Ex. 01 Pag H 2 (g) + 1 Cl 2 (g) 2 HCl (g) Produz o DOBRO do consumo de gás cloro

13 Ex. 05 Pag ) (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] 0 3,0 4,5 5,0 5,5 Calcule: a) A velocidade média da reação no intervalo de tempo de 1h e 3h. a) A concentração de A no tempo de 4h v = 5,0 – 3,0 3 – 1 = 2,0 2 = 1 mol/L x h 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

14 Ex. 07 Pag ) (Unisinos – RS) A combustão completa do etanol ocorre pela equação C 2 H 6 O + 3 O 2 2 CO H 2 O. 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: a)0,5 mol/min. b)1,0 mol/min. c) 23 mol/min. d) 46 mol/min. e) 69 mol/min. = 60 mols/h n = C 2 H 6 O + 3 O 2 2 CO H 2 O n = 60 mols / 60 min n = 1 mol / min n = 0,5 mol / min

15 Para compreendermos os fatores que alteram a velocidade de uma reação devemos conhecer a TEORIA DAS COLISÕES

16 energia suficiente e orientação adequada H2H2 I2I2 + 2 HI

17 energia insuficiente H2H2 I2I2 + H2H2 I2I2 +

18 orientação inadequada H2H2 I2I2 + H2H2 I2I2 +

19 I. Da freqüência das colisões. II. Da energia das colisões. III. Da orientação das moléculas nas colisões. De acordo com a teoria das colisões pode-se afirmar que a velocidade de uma reação depende:

20 A freqüência e a energia das colisões são afetadas pelos fatores:

21

22 No que se refere ao estado físico dos reagentes Os gases reagem melhor que os líquidos, e estes melhor que os sólidos No que se refere aos sólidos: Quanto mais pulverizados estiverem os reagentes, mais rápida é a reação

23 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

24 Para que as moléculas quebrem suas ligações iniciais e formem novas substâncias é necessária uma energia mínima denominada de ENERGIA DE ATIVAÇÃO (Ea)

25 caminho da reação energia ( kcal ) E a = + 40 kcal

26 A energia elétrica pode ser usada para aumentar a energia cinética das moléculas e, em função disto aumentar a velocidade da reação É o que ocorre nos motores dos automóveis onde a faísca elétrica provoca a combustão da gasolina

27 A luz provoca algumas reações denominadas de REAÇÕES FOTOQUÍMICAS As principais são: Fotossíntese Decomposição da água oxigenada em água e oxigênio

28 É uma substância que diminui a energia de ativação de uma reação aumentando assim a sua velocidade Os catalisadores não são consumidos durante a reação Os catalisadores não alteram a variação de entalpia da reação

29 caminho da reação energia ( kcal ) E a = + 40 kcal sem catalisador E a = + 20 kcal com catalisador

30 01) A velocidade de uma reação química depende: I. Do número de colisões entre moléculas na unidade de tempo. II.Da energia cinética das moléculas envolvidas na reação. 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. V V V

31 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.

32 Um aumento da concentração dos reagentes numa solução acarretará no aumento do número de colisões e, em conseqüência, um aumento da velocidade da reação

33 Para uma reação genérica: a A + b B Produtos A velocidade da reação é dada pela expressão: Onde os valores de x e y são determinados experimentalmente Esta equação é conhecida pelo nome de LEI DA VELOCIDADE v =k [ A ] [ B ] xy

34 Para as reações ELEMENTARES os valores dos expoentes são iguais aos coeficientes das substâncias na equação química 2 NO (g) + H 2 (g) N 2 O (g) + H 2 O (g) v = k [ NO ] [ H 2 ] 2 Para a reação: A lei da velocidade é:

35 Se uma reação ocorrer em várias etapas sua velocidade é dada pela ETAPA MAIS LENTA A + A A 2 ( etapa lenta ) A 2 + B A 2 B ( etapa rápida ) 2 A + B A 2 B ( reação global ) v =k [ A ] 2 A lei da velocidade é:

36 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. b) 4,5. c) 1,8. d) 18,0. e) 54. v = k[ A ][ B ] 2 k = 0,3 L / mol. min [ A ] = 2,0 M [ B ] = 3,0 M = 0,3 x 2 x 3 2 = x 2 x 9 v=5,4

37 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 NO 2 (g) + O 3 (g) N 2 O 5 (g) + O 2 (g) Essa reação ocorre em duas etapas: I. NO 2 (g) + O 3 (g) NO 3 (g) + O 2 (g) (lenta) II. NO 3 (g) + NO (g) N 2 O 5 (g) (rápida) Assinale a lei de velocidade para essa reação: a)v = k [NO 2 ] [O 3 ] b)v = k [NO 2 ] [O 3 ] c)v = k [NO 3 ] [NO 2 ] d)v = k [NO 2 ] [O 3 ] + k [NO 3 ] [NO 2 ] e)v = k [NO 2 ] 2 2 Pág. 45 Ex. 11

38 03) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação: 2 NH 3 (g) N 2 (g) + 3 H 2 (g) Duplicando-se a concentração molar de NH 3, 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[ NH 3 ] 2 [ NH 3 ] = x mol /L v =kx 2 [ NH 3 ] = 2x mol /L v = k( 2x ) 2 v = kx4 2 v =4v

39 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: 2 CO (g) + O 2 (g) 2 CO 2 (g) v1v1 v2v2 Quando se duplicarem, simultaneamente, as concentrações molares de CO e O 2, efetuando a reação em sistema fechado, por quantas vezes ficará multiplicada a velocidade da reação v? a)2. b)4. c)8. d)16. e)32. Pág. 45 Ex. 10 v = k [CO] [O 2 ] 2 [CO 2 ] = x mol/L [O 2 ] = y mol/L 2 v = k x y [CO 2 ] = 2x mol/L [O 2 ] = 2y mol/L 2 v = k (2x) (2y) 2 v = 8vk x y

40 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: 3 X + 2 Y Z + 5 W velocidade [ X ] [ Y ] Qual a equação de velocidade desse processo? v = k[ X ][ Y ] b x a = k k x xx 10 5 b ab a x 2 3 = 40 k k x xx 10 b 2b = 2 a = 2 a 2 2 a = 2 1 = 2 b = 2 b 2 0 b = 0 v = k[ X ][ Y ] 02 ou v = k[ X ] 2 Pág. 44 Ex. 08

41 06) (Urca-CE) Dada a seguinte reação genérica 2 A + B C e o quadro cinético abaixo: Experiência[A] mol/L[B] mol/LVelocidade (mol/L.s) I0,420,210,20 II0,420,631,80 III0,840,210,40 É correto afirmar: a) é uma reação elementar. b) a ordem global da reação é 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. v = k [A] [B] xy = 2 1 1,80 0,20 k. (0,42) (0,63) xy k. (0,42) (0,21) xy 9 = 3 y y = 2 = 3 1 0,40 0,20 k. (0,84) (0,21) xy k. (0,42) (0,21) xy 2 = 2 x x = 1 v = k [A] [B] 2


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