Cinetica quimica


CINÉTICA QUÍMICA

Cinética Química é a parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que nela influenciam.

 VELOCIDADE MÉDIA DE REAÇÃO (vm)

Velocidade média da reação (vm) em função de uma das substâncias participantes é a razão entre a quantidade consumida (reagente) ou produzida (produto) da substância e o intervalo de tempo, t, em que isso ocorreu.Normalmente, a quantidade de substância consumida ou produzida é dada em concentração molar (mol/L) da substância.

Para a reação genérica:

a A + b B  c C + d D

Sendo: [A] = variação da conc. molar de A
[B] = variação da conc. molar de B
[C] = variação da conc. molar de C
[D] = variação da conc. molar de D

Tem-se:


Velocidade média de
consumo de A




Velocidademédia de
consumo de B




Velocidade média de
produção de C




Velocidade média de
produção de D




Observe que, sendo a velocidade média da reação um valor positivo, quando esta é determinada em função de um reagente ([Reagente] é negativa) a razão [Reagente]/t é precedida de sinal negativo.
Para que a velocidade média da reação tenha sempre o mesmo valor, independente dasubstância considerada, deve-se dividir a velocidade média calculada em relação a cada substância pelo seu respectivo coeficiente estequiométrico.

Assim sendo, tem-se:

velocidade média da reação


Esta definição foi convencionada pelo IUPAC e per-mite calcular a velocidade média da reação sem especificar a substância participante.

 TEORIA DAS COLISÕES

A teoria das colisões se baseiano fato de que, para uma reação química ocorrer, as moléculas reagentes devem colidir segundo uma orientação adequada e com energia suficiente. As colisões que ocorrem observando-se estas condições são denominadas de colisões efetivas ou eficazes.
Considerando a reação genérica:

H2(g) + I2(g)  2 HI(g)
tem-se:


H2 + I2 → H2I2 → 2 HI


A estruturatransitória resultante de uma colisão efetiva e que persiste enquanto as ligações estão rompendo e as novas ligações estão em formação é denominada complexo ativado (C.A.).

A energia mínima necessária à formação do complexo ativado é denominada energia de ativação (Ea).

Os diagramas de energia a seguir, mostram as variações de energia que ocorrem durante uma reação química.




 FATORESQUE AFETAM A VELOCIDADE DAS REAÇÕES

Energia de ativação (Ea)
Quanto menor a energia de ativação, mais facilmente se forma o complexo ativado e, portanto, maior a velocidade da reação.
Menor Ea  maior velocidade de reação
Temperatura (T)
Quanto maior a temperatura, maior energia cinética (Ec) possuem as moléculas reagentes e, portanto, maior a probabilidade de haver colisões efetivas.Logo:
Maior T  maior Ec  maior velocidade de reação

Regra de Van’t Hoff: um aumento de 10ºC na temperatura duplica a velocidade de uma reação química.
Concentração dos reagentes
Quanto maior a concentração dos reagentes, maior é o número de moléculas por unidade de volume e maior é a probabilidade de ocorrer colisões efetivas. Logo:

Maior concentração  Maior velocidade de reação
Pressão(P)

somente para reagentes gasosos
Aumentar a pressão significa diminuir o volume do recipiente e, portanto, aumentar a concentração dos reagentes gasosos. Logo:

Maior P  menor volume do recipiente  maior concentração  maior velocidade de reação.
Superfície de contato
Quando um reagente se encontra no estado sólido, as colisões ocorrem na sua superfície. Então, quanto maior asuperfície de contato do sólido, maior o número de colisões. Logo:

Maior superfície de contato  maior número de colisões  maior velocidade de reação
Catalisador
Catalisador é substância que aumenta a velocidade da reação sem sofrer alteração qualitativa nem quantitativa.
O catalisador diminui a energia de ativação da reação. Logo:

Presença de catalisador  menor Ea  maior velocidade de...