Professora Cláudia Bacchi

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CINÉTICA QUÍMICA Estuda a rapidez com que acontece uma reação química e os fatores que nela influem. Professora Cláudia Bacchi

COMO OCORRE UMA REAÇÃO QUÍMICA? 2HI  H I2 Duas moléculas de HI se aproximam em grande velocidade (grande energia) e colidem em uma posição favorável. Professora Cláudia Bacchi

Colidem violentamente com grande energia formando o complexo ativado. Professora Cláudia Bacchi

As moléculas de H2 e I2 separam-se do complexo ativado.
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CINÉTICA QUÍMICA Fatores que influem na velocidade das reações
a ) Área de contato entre os reagentes; b ) Concentração dos reagentes; c) Temperatura e Energia de Ativação; d) Radiações e descargas elétricas; e) Ação de catalisadores. Professora Cláudia Bacchi

1) Colisões entre as moléculas reagentes a) Colisões não efetivas b) Colisões efetivas Professora Cláudia Bacchi

Colisões intermoleculares
PORQUE OCORREM AS REAÇÕES QUÍMICAS ? Colisões intermoleculares a) Não-eficazes ou não efetivas (não formam-se produtos) * sem energia de colisão suficiente ou geometria de colisão inadequada. CINÉTICA QUÍMICA b) Eficazes ou efetivas (formam-se os produtos) * com energia de colisão suficiente e geometria de colisão adequada. Professora Cláudia Bacchi

CINÉTICA QUÍMICA Exemplo de colisão eficaz (geometria favorável)
Reação: HBr + O2  HBrO2 CINÉTICA QUÍMICA Professora Cláudia Bacchi

CINÉTICA QUÍMICA Colisões em geometria desfavorável

2) CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade da reação. Professora Cláudia Bacchi

CINÉTICA QUÍMICA Concentração dos reagentes
A velocidade é proporcional à concentração dos reagentes. Esse fator é expresso pela LEI DA AÇÃO DAS MASSAS ou LEI CINÉTICA (Gulberg e Waage) v = k [A][B] k = constante cinética [A] e [B] = concentrações molares  e  = ordens cinéticas (dadas no problema) CINÉTICA QUÍMICA Professora Cláudia Bacchi

Sólidos não entram no cálculo da velocidade da reação.
Estados Físicos   sólido líquido gasoso ATENÇÃO!! Sólidos não entram no cálculo da velocidade da reação. Professora Cláudia Bacchi

* na segunda reação a área de contato é maior !
Área de contato entre os reagentes Esse fator tem sentido quando um dos reagentes for sólido Exemplo: 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 CINÉTICA QUÍMICA Professora Cláudia Bacchi

Energia mínima para reagir (Energia de Ativação - Ea)
Além de colisões com orientação espacial adequada, as moléculas devem apresentar uma energia cinética mínima que propicie a ruptura das ligações entre os reagentes e formação de novas ligações, nos produtos. Quanto maior a Ea, mais lenta a reação ! CINÉTICA QUÍMICA Professora Cláudia Bacchi

O que é a Energia de Ativação? A energia mínima necessária para ativar as moléculas fazendo com que eles colidam efetivamente, possibilitando o início da reação recebe o nome de energia de ativação. Professora Cláudia Bacchi

Quanto menor for a energia de ativação, maior será a velocidade de uma reação. Professora Cláudia Bacchi

temperatura energia cinética colisão velocidade das moléculas Regra de Van’t Hoff: um aumento em 10oC provoca uma duplicação na velocidade da reação. 4) TEMPERATURA Professora Cláudia Bacchi

CINÉTICA QUÍMICA Temperatura X Energia de Ativação
As variações de temperatura modificam o valor da constante de velocidade (k). CINÉTICA QUÍMICA Um aumento na T, aumenta a freqüência das colisões intermoleculares e aumenta a energia cinética das moléculas fazendo com que um maior número alcance a energia mínima para reagir (Eativação). Um aumento na energia cinética (agitação molecular) favorece a ruptura das ligações. Professora Cláudia Bacchi

5) 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: catalisador e reagentes constituem mais de uma fase. Professora Cláudia Bacchi

H2O2  H2O ½ O2 Professora Cláudia Bacchi

Ação de catalisadores Catalisadores são substâncias que, quando presentes, aumentam a velocidade das reações químicas, sem serem consumidos. Ao final encontram-se qualitativa e quantitativamente inalterados. CINÉTICA QUÍMICA Os catalisadores encontram “caminhos alternativos” para a reação, envolvendo menor energia (diminuem a Energia de Ativação), tornando-a mais rápida. Professora Cláudia Bacchi

CINÉTICA QUÍMICA Exemplo SO2(g) + ½ O2(g)  SO3(g) Ea = 240 kJ/mol
sem catalisador Utilizando NO2(g) como catalisador a Ea se reduz para 110 kJ/mol, tornando a reação extremamente mais rápida ! CINÉTICA QUÍMICA Mecanismo da reação SO2 + NO2  SO3 + NO E1 (consumo do catalisador) NO ½ O2  NO E2 (regeneração do catalisador) Reação global: SO ½ O2  SO3 E = 110 KJ/mol Professora Cláudia Bacchi

CINÉTICA QUÍMICA Características dos catalisadores
a) Somente aumentam a velocidade; b) Não são consumidos; c) Não iniciam reações, mas interferem nas que já ocorrem sem a sua presença; d) Podem ser utilizados em pequenas quantias, visto que não são consumidos; e) Seus efeitos podem ser diminuídos pela presença de “venenos de catálise”. CINÉTICA QUÍMICA Professora Cláudia Bacchi

CINÉTICA QUÍMICA Como funciona o catalisador automotivo ?

6) INIBIDOR Entende-se por inibidor toda espécie química que, juntamente com as moléculas dos reagentes, faz com que estas reajam com uma velocidade menor. Professora Cláudia Bacchi

7) ATIVADOR ou PROMOTOR Ativador ou promotor é a espécie química que, juntamente com o catalisador e as moléculas reagentes, faz com que estas reajam com uma velocidade maior que se estivessem somente com o catalisador. Professora Cláudia Bacchi

8) VENENO É a espécie química que juntamente com o catalisador e as moléculas reagentes, faz com que estas reajam com uma velocidade menor do que se estivessem somente com o catalisador. Professora Cláudia Bacchi

9) Pressão Proximidade das moléculas Pressão Número de colisões velocidade Professora Cláudia Bacchi

LEI DE AÇÃO DAS MASSAS (Guldberg – Waage) Utilizada para determinar a velocidade de uma reação em um dado instante e em uma dada temperatura. a A +b B  c C + d D V = K. Aa . Bb V = velocidade da reação K = constante Regra Geral V = K.reagentescoeficiente Professora Cláudia Bacchi

Cuidados: 1) Quando os reagentes sem 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. 2) Quando um dos reagentes se encontra no estado sólido, a sua concentração não aparece na equação da lei de ação das 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. Professora Cláudia Bacchi

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