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Cinética Química. Na (s) + H 2 O (l) Na(OH) (aq) G = -2588 Kj/mol Processo Espontâneo Reação Rápida Zn (s) +2 HCl (aq) ZnCl 2(aq) + H 2(g) G = -383,5.

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1 Cinética Química

2 Na (s) + H 2 O (l) Na(OH) (aq) G = Kj/mol Processo Espontâneo Reação Rápida Zn (s) +2 HCl (aq) ZnCl 2(aq) + H 2(g) G = -383,5 Kj/mol Processo Espontâneo Reação Lenta

3 Cinética Química Espontaneidade não está relacionada com velocidade. Velocidade pode ser expressa: V = n CO / t V = n NO2 / t V = - n CO2 / t V = - n NO / t

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

5 Energia de Ativação E at

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 = k 1 [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. ReaçãoCatalizador Decomposição do Peróxido de HidrogênioMnO 2 Nitração do BenzenoH 2 SO 4(conc) Conversão do SO 2 em SO 3 NO2 Hidrogenação da ligação C=CNi

12 Catalisadores Atuação - Diminuem a energia de ativação.

13 Catalisadores Fornecem um caminho alternativo para a reação, com menor E at A)Formação de um composto intermediário 2 SO 2 + O 2 2 SO 3 (lento – E at alta) 1) 2 NO + O 2 2 NO 2 ( + rápido – E at menor) 2) 2 NO SO 2 2 SO 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. V 1 = k 1 [H 2 O] 2 V -1 = k -1 [O 2 ] [H 2 ] 2 Equilíbrio – As velocidades das reações direta e inversa se igualam

17 Equilíbrio Dinâmico V 1 = k 1 [H 2 O] 2 V -1 = k -1 [O 2 ] [H 2 ] 2

18 Grau de Equilíbrio = (n o. de moles que reagiu)/(n o. de moles inicial) Depende de T, P, V, e n H2OH2O H2H2 H2H2 O2O2 O2O2 H2OH2O

19 Constante de Equilíbrio V 1 = k 1 [H 2 O] 2 V -1 = k -1 [O 2 ] [H 2 ] 2 No equilíbrio v 1 = v -1 k 1 [H 2 O] 2 = k -1 [O 2 ] [H 2 ] 2 k 1 /k -1 = [O 2 ] [H 2 ] 2 / [H 2 O] 2 K eq = [O 2 ] [H 2 ] 2 / [H 2 O] 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? EtanolÁcido AcéticoÁguaÉster Metil Etílico

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!


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