Cinética e equilíbrio químico

Páginas: 34 (8484 palavras) Publicado: 5 de junho de 2013
CINÉTICA E EQUILÍBRIO QUÍMICO



3.1. CINÉTICA QUÍMICA 51
3.1.1. Considerações iniciais 51
3.1.2. Conceito 51
3.1.3. Reações irreversíveis 52
3.1.4. Ocorrência das reações 53
3.1.5. Concentração ativa (atividade) 56
3.1.6. Fatores que influem na velocidade das reações 58
3.1.6.1. Concentrações dos reagentes 58
3.1.6.2. Temperatura 64
3.1.7.Exercícios Resolvidos 66

3.2. EQUILÍBRIO QUÍMICO 67
3.2.1. Conceito 67
3.2.2. Cinética do equilíbrio 69
3.2.3. Exercícios Resolvidos 73
3.2.4. Fatores que afetam o equilíbrio (deslocamento do equilíbrio) 77
3.2.4.1. Efeito da concentração 77
3.2.4.2. Efeito da temperatura 78
3.2.4.3. Presença de catalisadores 81
3.2.4.4. Pressão 833.2.4.5. Energia luminosa (radiante) e elétrica 83
3.2.4.6. Estado físico e estado nascente 83
3.2.5. Exemplos de equilíbrios químicos de interesse em saneamento 84
3.2.5.1. Ionização de ácidos e bases fracas 84
3.2.5.2. Titulação de ácidos e bases fortes 86
3.2.5.3. Titulação de ácidos e bases fracos 88
3.2.5.4. Íons complexos 893.2.5.5. Produto de solubilidade 90
3.2.5.6. Efeito do íon comum 91

3.3. QUESTÕES PROPOSTAS 92

3.4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 94

CAPÍTULO 3






CINÉTICA E EQUILÍBRIO QUÍMICO APLICADOS AOS ESTUDOS DE CONTROLE DA QUALIDADE DAS ÁGUAS









3.1. CINÉTICA QUÍMICA



3.1.1. Considerações iniciais




A cinética química é o estudo da velocidade dasreações. A identificação das leis que regem as variações das concentrações das várias espécies químicas em função do tempo é particularmente importante nos sistemas onde ocorrem reações lentas. No campo do saneamento básico e ambiental, são várias as aplicações, (i) nos estudos sobre o tratamento de águas para abastecimento: cinética da floculação e cinética da redução do índice de coliformesatravés da cloração; (ii) nos estudos sobre o tratamento de esgotos: cinética da biodegradação de esgotos sanitários e de efluentes industriais, e cinética da remoção de outros poluentes; (iii) nos estudos de controle da poluição das águas naturais: cinética de remoção de DBO e de outros constituintes.





3.1.2. Conceito




As concentrações das diversas espécies químicas quetomam parte de uma reação variam com o tempo. A temperatura, a pressão, a presença de catalisadores, são fatores que alteram a velocidade da reação. Em geral, podemos escrever para a reação A(B +C:


[pic]


Em um caso mais geral, a velocidade relativa de variação da concentração de cada espécie é influenciada pelo coeficiente estequiométrico da equação química. Por exemplo, naequação: NH4+ + 3/2 O2 ( NO3- + 4H+, o íon hidrogênio está sendo formado quatro vezes mais depressa do que a amônia está desaparecendo. Assim, o valor numérico da velocidade depende de ser expressa em termos de amônia, oxigênio, nitrato ou hidrogênio. Por isso, as pesquisas demonstram que a velocidade global da reação química pode ser definida através das relações entre as variações das concentraçõesem função do tempo e os coeficientes estequiométricos. Assim, para o sistema: aA + bB ( cC + dD, podemos escrever:


[pic]




Para cada reação, a determinação experimental das concentrações em função do tempo permite traduzir completamente sua evolução.





3.1.3. Reações irreversíveis




São aquelas que se completam, levando a umacompleta transformação dos reagentes em produtos. Exemplo: NaOH + HCl ( NaCl + H2O.
Quanto à duração, as reações podem ser classificadas em:


• Instantâneas: apresentam durações da ordem de micro-segundos. São reações iônicas, algumas inclusive são explosivas. Exemplo: AgNO3 + Cl- ( AgCl + [pic].
• Momentâneas: apresentam durações entre milésimos de segundos e segundos....
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