Condições para reação ocorrer  contato entre os reagentes  Afinidade química entre os reagentes  Choque (colisão) efetivo entre os reagentes  Direção favorável  Energia mínima (ativação)  Energia de ativação: Energia necessária para romper as ligações dos reagentes e atingir o estado intermediário (ativado)

Caminho da reação reagentes Estado ativado produtos

Graficamente  Energia de ativação (EA) EA = HEA - HR HEA Entalpia (H)  Energia de ativação (EA) EA = HEA - HR HEA  Variação de entalpia (ΔH) ΔH = HP - HR HR Exotérmica HP Caminho da reação

Graficamente  Energia de ativação (EA) EA = HEA - HR Entalpia (H)  Energia de ativação (EA) EA = HEA - HR  Variação de entalpia (ΔH) HEA ΔH = HP - HR HP HR Endotérmica Caminho da reação

Fatores que afetam a velocidade Autor: Roberto Mafra

Fatores que afetam a velocidade Quanto maior o número de choques efetivos maior a velocidade da reação. Quanto menor a energia de ativação maior a velocidade da reação.

Fatores que afetam a velocidade a) Temperatura: Quanto maior a temperatura maior a energia cinética maior vibração das moléculas maior número de choques efetivos maior velocidade VICE-VERSA Ex. Um pedaço de carne na geladeira decompõe mais lentamente Ex. Um alimento cozinha mais rápida na panela de pressão

Fatores que afetam a velocidade b) Pressão: Quanto maior a pressão Menor a distância entre as moléculas maior número de choques efetivos VICE-VERSA maior velocidade Tem influência significativa apenas nas reações gasosas

Fatores que afetam a velocidade c) Estado físico: maior número de choques efetivos Quanto maior a liberdade de movimento das moléculas (g) > () > (s) X(g) + Y(g) → XY(g) V1 X() + Y(g) → XY(g) V2 V1 > V2 > V3 X(s) + Y(g) → XY(g) V3

Fatores que afetam a velocidade d) Superfície de contato: VICE-VERSA Área exposta para ataque do reagente. Quanto maior a superfície de contato maior número de choques efetivos maior velocidade Ex. Um comprimido efervescente é dissolvido mais rápido se estiver partido em pequenos pedaços. Ex. Uma lenha cortada em graveto queima mais rápido que cortada em toras.

Fatores que afetam a velocidade e) Luz: É uma forma de energia que acelera as reações fotoquímicas. Quanto maior a luminosidade maior número de choques efetivos maior velocidade Ex. A fotossíntese é o caso mais famoso de reação fotoquímica.

Fatores que afetam a velocidade f) Catalisador: Substância que acelera a reação sem dela participar, ou seja, não é um reagente e nem é um produto. Não pode ser consumido no final do processo Não pode ser formado no final do processo Atuam diminuindo a energia de ativação. Aumenta a velocidade Ex. As enzimas são os catalisadores biológicos. Obs. Os catalisadores não alteram o ΔH

Estado intermediário (ativado) Graficamente Estado intermediário (ativado) entalpia Energia de ativação sem catalisador(Ea) HEI Energia de ativação com catalisador(Ea) produtos Hp Variação de entalpia (ΔH) reagentes HR HP>HR = endotérmica Caminho da reação Ea = HEI - HR ΔH = HP - HR

Estado intermediário (ativado) Graficamente Estado intermediário (ativado) entalpia Energia de ativação sem catalisador(Ea) HEI Energia de ativação com catalisador(Ea) Variação de entalpia (ΔH) reagentes HR HP<HR = exotérmica Hp produtos Caminho da reação Ea = HEI - HR ΔH = HP - HR

Mecanismo de catálise Os mecanismos passam pela formação de um composto intermediário diferente. 2SO2 + O2 → 2SO3, é uma reação lenta Com a adição de NO Produto intermediário 2NO + O2 → 2NO2 Catalisador regenerado 2NO2 + 2SO2 → 2SO3 + 2NO O catalisador forma um composto intermediário, um novo caminho dos reagentes para os produtos, sendo regenerado no final

Tipos de catálise Catálise homogênea: Todas as substâncias envolvidas e o catalisador estão no mesmo estado físico e formam um sistema homogêneo. NO(g) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) Catálise heterogênea: As substâncias envolvidas e o catalisador não estão no mesmo estado físico e formam um sistema heterogêneo. Pt(s) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

Inibidor (anti-catalisador) Substância que retarda a reação sem dela participar, ou seja, não é um reagente e nem é um produto. menor velocidade Atuam aumentando a energia de ativação

Veneno Substância contaminante que diminui ou mesmo anula a ação do catalisador. Sozinha não possui qualquer tipo de efeito. menor velocidade Fe(s) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) A presença de arsênio diminui a ação catalítica do ferro nessa reação.

Fatores que afetam a velocidade g) Quantidade dos reagentes não sólidos: Quanto maior a concentração dos reagentes maior a probabilidade de choques efetivos maior velocidade Matematicamente, a velocidade é proporcional a concentração dos reagentes V = K [reagentes]

Equação de Guldberg-Waage (Chamada de lei de ação das massas ou lei da velocidade) aA(g) + bB(g) AB(g) Somente os reagentes líquidos, gasosos e aquosos entram na expressão V = K [A]x.[B]y Os expoentes x e y são determinados experimentalmente. K = é a constante de velocidade

Equação de Guldberg-Waage a) Reação elementar (ocorre em uma única etapa) aA(g) + bB(g) AB(g) V = K [A]x.[B]y Expoentes matemáticos Coeficientes químicos = x = a e y = b V = K [A]a.[B]b

Ex. N2(g) + 3H2 (g) 2NH3(g) V = K [N2 ]1.[H2]3 C(s) + O2 (g) CO2(g) V = K [O2]

Zn2+(aq) + 2HC(aq) ZnC2(s) + 2H+(g) V = K [Zn2+].[HC]2 CaCO3 (s) CaO(s)+ CO2(g) V = K

Equação de Guldberg-Waage b) Reação não elementar (ocorre em várias etapas) 2A(g) + B(g) A2 B(g) Etapa 1: A(g) + B(g) AB(g) (lenta) Etapa 2: AB(g) + A(g) A2 B(g) (rápida) A etapa lenta é determinante da velocidade V = K [A]1.[B]1

Ex. NO2(g) + CO (g) CO2 (g) + NO(g) 1a etapa: 2NO2(g) NO3 (g) + NO(g) (lenta) 2a etapa: NO3(g) + CO (g) CO2 (g) + NO2(g) (rápida) V = K [NO2]2

Determinando os expoentes a partir de dados experimentais V = K [A]i [ ] velocidade Expoente (i) Dobra (x2) Dobra (x2) 1 Dobra (x2) Quadriplica (x4) 2 Dobra (x2) Oitoplica (x8) 3 Dobra (x2) mantém

Dada a reação não elementar: aA(g) + bB(g) AB(g) Ex. Dada a reação não elementar: aA(g) + bB(g) AB(g) Com os seguintes dados experimentais: exp [A] [B] Vel.(mol/seg) 1 0,1 0,1 3.10-3 2 0,2 0,1 6.10-3 3 0,1 0,2 1,2.10-2 Observando a tabela: - Como entre as experiências 1 e 2 a [B] permanece constante, toda variação de velocidade é função apenas da [A]. V = K[A]a (2.[A])a = 2.V a = 1 - Como entre as experiências 1 e 3 a [A] permanece constante, toda variação de velocidade é função apenas da [B]. V = K [A].[B]2 V = K[B]b (2.[B])b = 4.V b = 2

Ordem Ordem de cada componente: Expressa a influência de cada componente na velocidade da reação Ordem = expoente matemático Ordem da reação: Ordem = ∑ expoente matemático

2A(g) + 3B(g) A2B3(g) V = K [A]2.[B]1 2ª Ordem em relação ao A 1ª Ordem em relação ao B 3ª Ordem global da reação

FIM