Profª. Norilda Siqueira de Oliveira www.norildasiqueira.wikispaces.com CINÉTICA QUÍMICA Profª. Norilda Siqueira de Oliveira www.norildasiqueira.wikispaces.com

Toda reação química necessita de um certo tempo para se completar. Reação de neutralização.(reação muito rápida). H2SO4 + NaOH→ Na2SO4 + H2O Formação da H2O ( pode ficar anos sem ocorrer, mas uma faísca desencadeará uma reação explosiva). H2 + ½ O2 → H2O Transformação de gases tóxicos em não-tóxicos. (Condições ambiente lenta, mas em condições adequada pode ser usada para diminuir a poluição emitida pelos automóveis). 2 CO + 2 NO →2 CO2 + N2

A CINÉTICA QUÍMICA Cinética química (cinética vem do grego kinetiké, significa “movimento”). Esse ramo da ciência se preocupa em estudar a rapidez das reações químicas e os fatores que a influenciam.

COMO OCORRE UMA REAÇÃO QUÍMICA

COLISÃO ENTRE AS MOLÉCULAS

COLISÃO EFETIVA

COLISÃO NÃO-EFETIVA

COMPLEXO ATIVADO Complexo ativado é o estado intermediário formado entre reagente e produtos, em cujas estruturas existem ligações enfraquecidas(reagentes) e formação de novas ligações(produtos).

E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado (CA) E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação direta c=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)

VELOCIDADE MÉDIA DE UMA REAÇÃO A velocidade de uma reação, se trata da velocidade com que um reagente está sendo consumido ou com que um produto está sendo formado num intervalo de tempo. Velocidade média =

8,0 4,0 2,0 1,0 00 3,0 2 NH3 → N2 + 3H2 HCℓ Fenolftaleína Tempo (h) Concentração de NH3 (mol.L-1) 8,0 4,0 2,0 1,0 Tempo (h) 00 3,0 HCℓ Fenolftaleína

FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DA REAÇÕES Área de contato entre os reagente; Concentração dos reagente; Temperatura e energia de ativação; Ação de catalisadores.

ÁREA DE CONTATO ENTRE OS REAGENTES Esse fator tem sentido quando um dos reagentes for sólido.( batata, estômago) Fe(prego) + H2SO4(aq) → FeSO4 (aq) + H2(g) V1 Fe(limalha) + H2SO4(aq) → FeSO4 (aq) + H2(g) V2 Na segunda reação a área de contato é maior. Portanto V2 › V1

O O2 é o responsável pela deterioração do suco de laranja O O2 é o responsável pela deterioração do suco de laranja.Dentro da laranja a [ ] de O2 baixa o suco dura alguns dias, mas fora aumentando a [ ] de O2 e o suco estraga muito rápido.

CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidades da reação.

O carvão na churrasqueira quando abanado fica incandescente porque estamos aumentando a [ ] de gás oxigênio (O2 , que é reagente na combustão), portanto aumenta a velocidade da reação.

TEMPERATURA. ↑TEMPERATURA ↑ ENERGIA CINÉTICA ↑ COLISÃO ↑ VELOCIDADE Regra de Van’t Hoff: um aumento em 10ºC provoca uma duplicação na velocidade da reação.

Os alimentos gelados estragam com menor facilidade, pois a velocidade da reação diminui. Os incêndios se alastram rápido porque a energia liberada pela combustão (exotérmica)ajuda as moléculas que ainda não reagiram a vencer as barreiras energéticas que separa reagentes e produtos.

Temperatura, cinética e seres vivos. Todo ser vivo depende do conjunto de reações químicas que acontecem no corpo, chamado de metabolismo. A velocidade dessas reações dependem, da temperatura do corpo. (média de 37°C) Hipertermia, aumento da temperatura corporal, aumenta o metabolismo aumentando assim o consumo de oxigênio e glicose. A febre é uma defesa contra vírus e bactérias. Temperaturas acima de 41,7°C pode causar a morte pois destroem substâncias vitais, as enzimas.

Temperatura, cinética e seres vivos. Hipotermia, diminuição da temperatura corporal. Abaixo de 30°C a pessoa pode morrer, pois as reações químicas vitais não ocorrem. O uso controlado da hipotermia é usada pelos médicos nas cirurgias. Pois diminui o consumo de O2 do coração ou do cérebro e reduz a chance de danos causados pela circulação sanguínea, inevitável em alguns procedimentos cirúrgicos. Répteis e a anfíbios possuem o metabolismo extremamente sensível á temperatura ambiente. As velocidades das reações metabólicas aumentam durante o dia e diminuem durante a noite devido a temperatura.

ENERGIA DE ATIVAÇÃO È a energia mínima necessária para ativar as moléculas fazendo com que elas colidam efetivamente, possibilitando o início da reação.

ENERGIA DE ATIVAÇÃO Além de colisões com orientação espacial adequada, as moléculas devem apresentar uma energia cinética mínima que propicie uma ruptura das ligações entre os reagentes e formação de novas ligações, nos produtos. Quanto maior a energia de ativação, mais lenta é a reação.

Quanto maior a Ea, mais lenta é a reação. C.A.= Complexo ativado. Ea = Energia de ativação. HR. = Entalpia dos reagentes. HP. = Entalpia dos produtos. ∆H = Variação de entalpia. Quanto maior a Ea, mais lenta é a reação.

TEMPERATURA X Ea As variações de temperatura modificam o valor da constante de velocidade (K). Um aumento da T aumenta a frequências das colisões intermoleculares e aumenta a energia cinética das moléculas fazendo com que um maior número alcance a energia de ativação. Um aumento na energia cinética (agitação das moléculas) favorece a ruptura das ligações.

CATÁLISE (CATALISADOR) Entende-se por catálise toda e qualquer reação que ocorre com a presença de um catalisador. Catálise homogênea: o catalisador e os reagentes constituem uma única fase. Catálise heterogênea: o catalisador e reagentes constituem mais de uma fase.

AÇÃO DOS CATALISADORES O catalisador é uma substância que aumenta a velocidade da reação, sem ser consumida durante tal processo. Os catalisadores encontram caminhos alternativos para a reação, envolvendo menor energia.(diminuem a Ea, tornando-a mais rápida).

REAÇÃO COM E SEM CATALISADOR

CATALISADOR SO2(g) + ½ O2(g) →SO3(g) Ea=+ 240 KJ.mol-1 sem catalisador Utilizando o NO2(g) como catalisador a Ea se reduz para 110 KJ.mol-1, tornado a reação extremamente mais rápida. Mecanismo da reação SO2 + NO2 →SO3 + NO E1 consumo do catalisador NO + ½ O2 → NO2 E2 regeneração do catalisador SO2 + ½ O2 →SO3 Equação global Ea= +110 KJ.mol-1

Conversão do gás tóxico em não tóxico

CARACTERÍSTICAS DOS CATALISADORES Somente aumentam a velocidades; Não são consumidos; Não iniciam reação, mas interferem nas que já ocorreram sem sua presença; Podem ser usados em pequenas quantidades; Seus efeitos podem ser diminuídos pela presença de “venenos de catálise”.

INIBIDOR E VENENO Inibidor: é uma substância que retarda a velocidade da reação. Veneno: é uma substância que anula o efeito de um catalisador.

PRESSÃO Pressão a proximidade número de velocidade . das moléculas colisões da reação

CUIDADOS Quando os reagentes se encontram no estado gasoso, a equação pode ser escrita em termos da pressão parcial dos reagentes. Isso pode ser feito porque a pressão parcial é proporcional a concentração molar. Quando um dos reagentes se encontra no estado sólido, a sua concentração não aparece na equação da lei de ação de massas, isso se deve porque as colisões intermoleculares se dão na superfície do sólido de modo que a velocidade da reação depende da superfície de contato e não da concentração.

A velocidade é proporcional a concentração dos reagentes A velocidade é proporcional a concentração dos reagentes. Esse fator é expresso pela Lei da Ação das massas ou Lei Cinética. (Gulberg e Waage) V = k [A]a. [B]b V = velocidade da reação; [ ] =concentração da substância em mol / L; k = constante da velocidade específica para cada temperatura.

BIBLIOGRAFIA SARDELLA, Antônio. QUÍMICA. Série Novo Ensino Médio. Edição compacta. Volume único. Ática. São Paulo – SP, 2003. Cinéticaquímica.http://www.slideshare.net/Aikhaa/cintica-qumica. Acessado em 29-10-2009 Cinéticaquímica<http://images.google.com.br/imgres?> Acessado em 29-10-2009