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CINÉTICA QUÍMICA O que você deve saber sobre A cinética química estuda a rapidez com que as reações ocorrem e também os fatores que podem afetá-la. As.

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1 CINÉTICA QUÍMICA O que você deve saber sobre A cinética química estuda a rapidez com que as reações ocorrem e também os fatores que podem afetá-la. As colisões entre as moléculas que reagem permitem explicar a existência de reações rápidas e lentas.

2 CINÉTICA QUÍMICA I. Teoria das colisões TEORIA DAS COLISÕES

3 II. Determinação da velocidade da reação tempo = intervalo de tempo quantidade = módulo da variação da concentração do reagente ou do produto |quantidade| tempo V m = velocidade da reação Vm =Vm = CINÉTICA QUÍMICA

4 Concentração Pressão Superfície de contato e tamanho das partículas Temperatura III. Fatores que afetam a velocidade da reação Efeito da concentração sobre a velocidade da reação Clique aqui para ver a animação. CINÉTICA QUÍMICA

5 Catalisador III. Fatores que afetam a velocidade da reação Efeito do catalisador sobre a velocidade da reação Clique aqui para ver a animação. CINÉTICA QUÍMICA

6 IV. Gráficos de entalpia e energia de ativação GRÁFICO DE ENTALPIA: REAÇÃO EXOTÉRMICA H < 0 CINÉTICA QUÍMICA

7 IV. Gráficos de entalpia e energia de ativação GRÁFICO DE ENTALPIA: REAÇÃO ENDOTÉRMICA H > 0 CINÉTICA QUÍMICA

8 V. Determinação da equação da velocidade [R] = concentração molar dos reagentes v = k [R] n k = constante de velocidade n = ordem dos reagentes CINÉTICA QUÍMICA

9 Observe os dados: [NO 2 ]: concentração de NO 2 em mol/L. [CO]: concentração de CO em mol/L. v: velocidade de reação em um determinado instante V. Determinação da equação da velocidade Entre os experimentos 1 e 2, a [CO] dobrou e a velocidade não foi modificada. A velocidade da reação não depende da [CO]. Entre os experimentos 2 e 3, a [NO 2 ] dobrou e a velocidade quadruplicou. Velocidade aumenta quatro vezes quando dobra a [NO 2 ]. CINÉTICA QUÍMICA

10 v = ou v = A equação da velocidade da reação: V. Determinação da equação da velocidade Ordem da reação: 2ª ordem (0 + 2) k [CO] 0 [NO 2 ] 2 CO: ordem zero k [NO 2 ] 2 NO 2 : 2ª ordem CINÉTICA QUÍMICA

11 Equação da velocidade não coincide com a estequiometria da reação (1 mol de NO 2 e 1 mol de CO): Reação (etapas intermediárias): V. Determinação da equação da velocidade Então, v = k [NO 2 ] 2 CINÉTICA QUÍMICA

12 V. Determinação da equação da velocidade CINÉTICA QUÍMICA

13 (Uerj) Uma mistura gasosa ideal de propano e ar é queimada a uma pressão constante, gerando 720 litros de CO 2 por hora, medidos a 20 °C. Sabe-se que o propano e o ar encontram-se em proporção estequiométrica. Determine a velocidade média de reação da mistura em relação ao ar, considerando a composição do ar 21% de O 2 e 79% de N 2, em volume. Dados: massas moleculares em g/mol O = 16,00; N = 14,00; C = 12,00 CINÉTICA QUÍMICA NO VESTIBULAR EXERC Í CIOS ESSENCIAIS 1 RESPOSTA:

14 (UFSCar-SP) O primeiro veículo lançador de satélites (VLS) desenvolvido no Brasil foi destruído por um incêndio, em 22 de agosto de 2003, causando a morte de 21 engenheiros e técnicos. O incêndio ocorreu devido à combustão do combustível sólido da aeronave, atingindo temperaturas da ordem de °C. Suponha que um ônibus espacial utilize um combustível sólido constituído de alumínio em pó, perclorato de amônio (NH 4 ClO 4 ) e o catalisador óxido de ferro (III). Durante a decolagem, o Fe 2 O 3 catalisa a reação entre NH 4 ClO 4 e Al, resultando nos produtos sólidos Al 2 O 3 e AlCl 3 e gasosos NO e H 2 O. a) Escreva a equação química, devidamente balanceada, da reação que ocorre durante a decolagem desse ônibus espacial. b) O gráfico a seguir apresenta as curvas de uma reação que ocorre na presença e na ausência de um catalisador. Relacione os segmentos A e B com as energias correspondentes e a dependência dos mesmos com o catalisador. RESPOSTA: 3 NH 4 ClO Al Al 2 O 3 + AlCl NO + 6 H 2 O EXERC Í CIOS ESSENCIAIS 3 RESPOSTA: Segmento A: Energia de ativação da reação catalisada. A energia de ativação é menor na presença do catalisador. Segmento B: Variação de entalpia, que não depende do catalisador. CINÉTICA QUÍMICA NO VESTIBULAR

15 (Unifesp) Estudos cinéticos da reação entre os gases NO 2 e CO na formação dos gases NO e CO 2 revelaram que o processo ocorre em duas etapas: I. NO 2 (g) + NO 2 (g) NO(g) + NO 3 (g) II. NO 3 (g) + CO(g) NO 2 (g) + CO 2 (g) O diagrama de energia da reação está esquematizado a seguir. a) Apresente a equação global da reação e a equação da velocidade da reação que ocorre experimentalmente. EXERC Í CIOS ESSENCIAIS 5 RESPOSTA: CINÉTICA QUÍMICA NO VESTIBULAR

16 b) Verifique e justifique se cada afirmação a seguir é verdadeira: I. A reação em estudo absorve calor. II. A adição de um catalisador, quando o equilíbrio é atingido, aumenta a quantidade de gás carbônico. RESPOSTA: Falsa, pois, pelo gráfico, observa-se que os produtos têm menor energia que os reagentes; portanto, a reação é exotérmica (ocorre com liberação de calor). EXERC Í CIOS ESSENCIAIS 5 RESPOSTA: Falsa, pois o catalisador não desloca o equilíbrio; não afeta o rendimento. Apenas faz com que a reação entre em equilíbrio mais rapidamente. CINÉTICA QUÍMICA NO VESTIBULAR

17 (Unifesp) Para neutralizar 10,0 mL de uma solução de ácido clorídrico, foram gastos 14,5 mL de solução de hidróxido de sódio 0,120 mol/L. Nesta titulação ácido-base foi utilizada fenolftaleína como indicador do ponto-final da reação. A fenolftaleína é incolor no meio ácido, mas torna-se rosa na presença de base em excesso. Após o final da reação, percebe-se que a solução gradativamente fica incolor, à medida que a fenolftaleína reage com excesso de NaOH. Nesse experimento, foi construído um gráfico que representa a concentração de fenolftaleína em função do tempo. EXERC Í CIOS ESSENCIAIS 8 CINÉTICA QUÍMICA NO VESTIBULAR

18 a) Escreva a equação da reação de neutralização e calcule a concentração, em mol/L, da solução de HCl. EXERC Í CIOS ESSENCIAIS 8 RESPOSTA: CINÉTICA QUÍMICA NO VESTIBULAR

19 b) Calcule a velocidade média de reação de decomposição da fenolftaleína durante o intervalo de tempo de 50 segundos iniciais de reação. Explique por que a velocidade de reação não é a mesma durante os diferentes intervalos de tempo. EXERC Í CIOS ESSENCIAIS 8 RESPOSTA: CINÉTICA QUÍMICA NO VESTIBULAR


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