CINÉTICA QUÍMICA Estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que nela influem. As reações químicas podem acontecer a velocidades muito diferentes.

VELOCIDADE MÉDIA DE REAÇÃO Usaremos para representar a concentração molar o símbolo [ ] ; assim, quando escrevemos [ A ] , estamos representando concentração molar de A, que é dada em mol/ L. Seja a reação : 3 O2 2 O3 Observe que a concentração do reagente deve diminuir ao longo do tempo. Esse fato pode ser indicado pelo seguinte gráfico: Portanto podemos conceituar: Velocidade média de consumo de O2(g) :

A concentração do produto O3 que era nula no início da transformação, aumenta no decorrer do tempo, como está indicado no gráfico a seguir. Portanto podemos conceituar: Velocidade média de consumo de formação do O3(g) :

Podemos reunir os dois gráficos anteriores, mostrando simultaneamente as variações das concentrações do reagente e do produto. A velocidade média da reação pode ser calculada pela expressão:

Assim, genericamente, teremos: Se dividirmos os valores das velocidades médias pelos respectivos coeficientes estequiométricos, encontraremos um mesmo valor, que será considerado o valor da velocidade média da reação.

TEORIA DAS COLISÕES: “ Para ocorrer uma reação química é necessário haver colisões apropriadas entre moléculas e reagentes”. Isso quer dizer que “nem toda colisão entre moléculas reagentes resulta em uma reação química(formação de produtos)”. Existem dois fatores que controlam a possibilidade de ocorrer reação numa colisão: 1º fator: Energia de ativação (EA) 2º fator: geometria(orientação) da colisão. Vamos considerar o processo : H2(g) + I2(g) 2 HI(g)

ENERGIA DE ATIVAÇÃO (EA) É a energia cinética mínima e suficiente para que uma colisão entre moléculas reagentes seja efetiva, isto é, resulte na formação de produtos.

ENERGIA DE ATIVAÇÃO E DH DA REAÇÃO Os diagramas a seguir mostram a energia de ativação e a variação de entalpia de processos exotérmicos e de processos endotérmicos.

Em um processo endotérmico sempre teremos EA > DH Considerando as mesmas condições de reação, quanto menor a energia de ativação mais rápida será a reação.

COMPLEXO ATIVADO É o 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). Retomando a reação entre hidrogênio e iodo, podemos representar o complexo ativado da seguinte maneira:

FATORES QUE INFLUEMCIAM A RAPIDEZ DE UMA REAÇÃO Temperatura Regra de Van’t Hoff Um aumento de 10° C, faz com que a velocidade da reação dobre. Temperatura Velocidade 5°C -------------- v 15°C -------------- 2v 25°C -------------- 4v

Superfície de Contato Dada a seguinte reação: CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Catalisadores Substâncias capazes de acelerar uma reação sem sofrerem alteração, isto é, não são consumidas durante a reação. Os catalisadores criam um caminho alternativo, que exige menor energia de ativação, fazendo com que a reação se processe de maneira mais rápida. Considerando a reação genérica a seguir: Somando os dois passos, temos:

LEI DA VELOCIDADE Quanto maior a concentração dos reagentes , maior será o número de colisões efetivas, e maior será a velocidade da reação. A relação matemática entre a velocidade da reação e a concentração dos reagentes é dada pela lei da velocidade.