Cinética Química

Cinética Química Na(s) + H2O(l)  Na(OH)(aq) DG = -2588 Kj/mol Processo Espontâneo Reação Rápida Zn(s) +2 HCl(aq)  ZnCl2(aq) + H2(g) DG = -383,5 Kj/mol Processo Espontâneo Reação Lenta

Cinética Química Espontaneidade não está relacionada com velocidade. Velocidade pode ser expressa: V = DnCO/Dt V = DnNO2/Dt V = - DnCO2/Dt V = - DnNO/Dt

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

Energia de Ativação Eat

Influência da Temperatura Aumento de temperatura – Aumento da Energia Média dos Choques.

Aumento na pressão aumenta a probabilidade (freqüência) das colisões Influência da Pressão Aumento na pressão aumenta a probabilidade (freqüência) das colisões

Influência da Concentração Aumento na concentração aumenta a freqüência das colisões

Lei da Ação das Massas a A + b B  2AB v = k1[A]a [B]b Com gases, pode-se usar P em lugar de [ ].

Efeito da Área de Contato Bombril enferruja mais rápido que prego. Maior área de contato aumenta a freqüência das colisões

Catalizadores Substâncias que aceleram uma reação sem serem consumidas no processo. Reação Catalizador Decomposição do Peróxido de Hidrogênio MnO2 Nitração do Benzeno H2SO4(conc) Conversão do SO2 em SO3 NO2 Hidrogenação da ligação C=C Ni

Atuação - Diminuem a energia de ativação. Catalisadores Atuação - Diminuem a energia de ativação.

Catalisadores Fornecem um caminho alternativo para a reação, com menor Eat Formação de um composto intermediário 2 SO2 + O2  2 SO3 (lento – Eat alta) 1) 2 NO + O2  2 NO2 ( + rápido – Eat menor) 2) 2 NO2 + 2 SO2  2 SO3 + 2 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)

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...

Equilíbrio em Sistemas Homogêneos

Equilíbrio – As velocidades das reações direta e inversa se igualam Reações Reversíveis Reação que se processa simultaneamente nos dois sentidos. V1 = k1 [H2O]2 V-1 = k-1 [O2] [H2]2 Equilíbrio – As velocidades das reações direta e inversa se igualam

Equilíbrio Dinâmico V1 = k1 [H2O]2 V-1 = k-1 [O2] [H2]2

= (no. de moles que reagiu)/(no. de moles inicial) Grau de Equilíbrio = (no. de moles que reagiu)/(no. de moles inicial) Depende de T, P, V, e n H2O H2O H2 O2 H2 O2

Constante de Equilíbrio V1 = k1 [H2O]2 V-1 = k-1 [O2] [H2]2 No equilíbrio  v1 = v-1 k1 [H2O]2 = k-1 [O2] [H2]2 k1/k-1 = [O2] [H2]2 / [H2O]2 Keq = [O2] [H2]2 / [H2O]2

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

Deslocamento de Equilíbrio Mudanças nas velocidades das reações direta ou inversa alteram a posição de equilíbrio

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? Etanol Ácido Acético Água Éster Metil Etílico 1 2 3

Influência da Concentração

Qual o resultado de um aumento de pressão? Influência da Pressão Mais sentida em reações que envolvam reagentes gasosos. Qual o resultado de um aumento de pressão?

Influência da Temperatura Aumento de Temperatura favorece a reação endotérmica!