Cinetica

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Química Bacharelado e Licenciatura


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CINÉTICA QUÍMICA

Um prédio em chamas é um exemplo de uma reação rápida e altamente exotérmica. Bombeiros usam princípios básicos de cinética química na batalha contra o fogo. Quando a água é pulverizada sobre um incêndio, a sua evaporação absorve uma grande quantidade de energia; isso diminui a temperatura e retarda a reação. Outros métodos comunspara o combate a incêndios incluem cobri-los com CO2 (como em extintores de uso doméstico), o que diminui o fornecimento de oxigênio, e diminui a quantidade de material combustível. Em ambos os casos, a remoção de um reagente diminui (ou pára) a reação.
Química Geral II - Prof. Silvio C. de Oliveira 2011

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Estamos todos familiarizados com os processos nos quais alguma quantidade varia como tempo: -um carro viajando a 100 km/hora, -uma torneira despejando 2litros de água/minuto, -ou uma fábrica produzindo 32 mil pneus/dia.
Cada uma destas razões é chamado de velocidade ou velocidade. A velocidade de uma reação descreve o quão rápido reagentes são consumidos e produtos são formados. Cinética química é o estudo das velocidades de química reações, os fatores que afetam a velocidadedas reações e os mecanismos (a série de etapas) pelos quais as reações ocorrem. Nossa experiência nos diz que reações químicas diferentes ocorrem em velocidades muito diferentes. Por exemplo, reaçoes de combustão, tais como a queima de metano, CH4, no gás natural e a combustão do isooctano, C8H18, na gasolina ocorrem muito rapidamente, sendo até mesmo explosiva. CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g)2C8H18 (g) + 25O2 (g) 16CO2 (g) + 18H2O (g) Por outro lado, a oxidação do ferro ocorre apenas muito lentamente. Em nosso estudo da Química Geral II - reação em particular é favorável. termodinâmica, aprendemos a avaliar se uma Prof. Silvio C. de Oliveira 3
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A oxidação do ferro é um processo complicado. Ele pode ser representado de forma simplificada como: 4Fe (s) + 3O2 (g) 2Fe2O3 (s)Esta é uma das reações que ocorre no sistema digestivo humano quando um antiácido contendo hidróxido de magnésio relativamente insolúvel neutraliza o excesso de ácido estomacal. Saber se uma dada reação poderia ocorrer substancialmente em um determinado tempo é dada pela cinética da reação. Se uma reação não é termodinamicamente favorável, ela não vai ocorrer consideravelmente sob as condições dadas.Mesmo que uma reação seja termodinamicamente favorável, ela pode não ocorrer a um ritmo mensurável. As reações de ácidos fortes com bases fortes são termodinamicamente favorecidas e ocorrem em velocidades muito rápidas. Considere, por exemplo, a reação entre uma solução de ácido clorídrico com hidróxido de magnésio sólido. É termodinamicamente espontânea nas condições de estado padrão, comoindicado pelo sinal negativo de G0 . E também ocorre rapidamente.

2HCl (aq) + Mg(OH)2 (s)

MgCl2 (aq) + 2H2O (g)

G0 =-97 kJ/mol

A reação do diamante com oxigênio também é termodinamicamente espontânea. C (diamante) + O2 (g) CO2 (g) G0 =-397 kJ / mol No entanto, sabemos por experiência que os diamantes expostos ao ar, mesmo durante longos períodos de tempo, não reagem QuímicaformarProf.Silvio C. de Oliveira para Geral II - dióxido de carbono. A reação não ocorre a4 uma 2011 velocidade observável sob temperatura ambiente.

A reação de grafite com o oxigênio do ar também é espontânea e ocorre com um valor semelhante de G0=-394kJ/mol. Contudo, uma vez iniciada, esta reaçãoo corre rapidamente. Estas observações de velocidades de reação são explicados pela cinética e não pelatermodinâmica. 1. A velocidade de uma reação As velocidades das reações são geralmente expressas em unidades de mols por litro por unidade de tempo. Se conhecermos a equação química para a reação, a sua velocidade pode ser obtida acompanhando a variação na concentração de qualquer dos produtos ou reagentes que podem ser detectadas quantitativamente.

Para descrever a velocidade de uma reação, devemos...
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