Baixe Cinética Química e outras Notas de estudo em PDF para Química Industrial, somente na Docsity! Cinética Química A cinética é à parte da química que estuda as velocidades das reações onde,com o aumento da temperatura se aumenta a velocidade. Existem fatores que influenciam na velocidade como “temperatura”, “superfície” e “concentração de reagentes”. Velocidade de uma reação A velocidade de uma reação é a variação da concentração dos reagentes pela variação de uma unidade de tempo. As velocidades das reações químicas geralmente são expressas em molaridade por segundo ( M/s ). A velocidade média de formação de um produto de uma reação é dado por: Vm = variação da concentração do produto / variação do tempo A velocidade da reação decresce com o tempo. A velocidade de formação do produto é igual a velocidade de consumo do reagente.: Velocidade da reação = variação da concentração dos reagentes / variação do tempo A velocidade das reações química pode ocorrer em escalas de tempo muito amplas. Por exemplo, uma explosão pode ocorrer em menos de um segundo, a cocção de um alimento pode levar minutos ou horas, a corrosão pode levar anos, e a erosão de uma rocha pode ocorrer em milhares ou milhões de anos. Fatores que influenciam na velocidade da reação: - Superfície de contato: Quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade da reação. - Temperatura: Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação. - Concentração dos reagentes: Aumentando a concentração dos reagentes, aumentará a velocidade da reação. Numa reação química, a etapa mais lenta é a que determina sua velocidade. Observe o exemplo a seguir: O peróxido de hidrogênio reagindo com íons iodeto, formando água e oxigênio gasoso. I - H2O2 + I- ------> H2O + IO- (Lenta) II - H2O2 + IO- ------> H2O + O2 + I- (Rápida) Equação simplificada: 2 H2O2 ------> 2 H2O + O2. A equação simplificada corresponde a soma das equações I e II. Como a etapa I é a etapa lenta, para aumentar a velocidade da reação, deve-se atuar nela. Tanto para aumentar ou diminuir a velocidade da reação, a etapa II (rápida) não vai influir; sendo a etapa I a mais importante.. A lei de Guldberg-Waage: Considere a seguinte reação: a A + b B ----------> c C + d D Segundo a lei de Guldberg-Waage; V = k [A]a [B]b. Onde: · V = velocidade da reação; · [ ] = concentração da substância em mol / L; · k = constante da velocidade específica para cada temperatura. A ordem de uma reação é a soma dos expoentes das concentrações da equação da velocidade. Utilizando a equação anterior, calculamos a ordem de tal reação pela soma de (a + b). Teoria da colisão Pela teoria da colisão, para haver reação é necessário que: - as moléculas dos reagentes colidam entre si; - a colisão ocorra com geometria favorável à formação do complexo ativado; - a energia das moléculas que colidem entre si seja igual ou superior à energia de ativação. Colisão efetiva ou eficaz é aquela que resulta em reação, isto é, que está de acordo com as duas últimas condições da teoria da colisão. O número de colisões efetivas ou eficazes é muito pequeno comparado ao número total de colisões que ocorrem entre as moléculas dos reagentes. Quanto menor for a energia de ativação de uma reação, maior será sua velocidade. Uma elevação da temperatura aumenta a velocidade de uma reação porque aumenta o número de moléculas dos reagentes com energia superior à de ativação. Regra de van't Hoff - Uma elevação de 10°C duplica a velocidade de uma reação. Esta é uma regra aproximada e muito limitada. O aumento da concentração dos reagentes aumenta a velocidade da reação. Energia de ativação: É a energia mínima necessária para que os reagentes possam se transformar em produtos. Quanto maior a energia de ativação, menor será a velocidade da reação. Ao atingir a energia de ativação, é formado o complexo ativado. O complexo ativado possui entalpia maior que a dos reagentes e dos produtos, sendo bastante instável; com isso, o complexo é desfeito e dá origem aos produtos da reação. Observe o gráfico: Onde: · C.A.= Complexo ativado. · Eat. = Energia de ativação. · Hr. = Entalpia dos reagentes. · Hp. = Entalpia dos produtos. · DH = Variação de entalpia. Catalisador: O catalisador é uma substância que aumenta a velocidade da reação, sem ser consumida durante tal processo.