CINÉTICA QUIMICA

Conceito

A Cinética Química é a área da química que estuda a velocidade das reações

químicas e os fatores que as influenciam.

Velocidade Média da Reação

Velocidade média de uma reação é a variação da quantidade de reagente ou

produto em função de uma variação de tempo (idem à velocidade média existente na

Física).

A seguinte equação pode ser utilizada para calcular a velocidade média de

uma reação:

Vm t

Onde:

Vm = velocidade média da reação.

∆n = variação da quantidade em mols de um componente (em módulo).

∆t = tempo gasto em tal variação.

Condições para que uma Reação Ocorra

Condições fundamentais

Os reagentes devem estar em contato;

Os reagentes devem ter afinidade química.

Condições complementares

Energia suficiente para romper ligações;

Orientação adequada.

n

Energia de Ativação

É a mínima quantidade de energia necessária para que a colisão entre as

partículas dos reagentes resulte em reação. Também é a energia necessária para

levar os reagentes ao complexo ativado.

Complexo Ativado

Complexo ativado é o estado intermediário (estado de transição) formado entre

reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas (presentes

nos reagentes) e formação de novas ligações (presentes nos produtos).

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.

C.A.= Complexo ativado;

Eat. = Energia de ativação;

Hr. = Entalpia dos reagentes;

Hp. = Entalpia dos produtos

DH = Variação de entalpia

Relação da Energia dos Produtos e as Reações

Exotérmicas e Endotérmicas

Reação Exotérmica: É a reação química que libera calor, sendo, portanto, a

energia final dos produtos menor que a energia inicial dos reagentes. Disso se conclui

que a variação de energia é negativa.

Exemplo: Reação de combustão da madeira, que forma gás carbônico e água,

liberando energia.

Reação Endotérmica: É a reação química que absorve calor, sendo, portanto, a

energia final dos produtos maior que a energia inicial dos reagentes. Desta forma a

variação de energia é positiva.

Exemplo: Decomposição da bauxita, para obtenção de alumínio, processo que

exige grande quantidade de energia.

RELAÇÃO ENTRE A ENERGIA DE ATIVAÇÃO E A VELOCIDADE DE REAÇÃO

A velocidade de uma reação é inversamente proporcional à energia de

ativação, deste modo quanto maior a energia de ativação, menor será a velocidade da

reação.

A equação de Arrhenius fornece a base de relacionamento entre a energia de

ativação e a velocidade na qual a reação se processara.

Fatores que Influenciam a Velocidade das Reações

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

- 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.

Regra de van’t Hoff

É uma regra que foi formulada no século XIX pelo holandês Jacobus Henricus

van't Hoff. Ela diz que um aumento de 10 graus célsius na temperatura do sistema que

irá reagir duplica a velocidade da reação, todavia hoje sabe-se que essa regra

apresenta várias exceções, mas ela é muitas vezes útil para se fazerem previsões

aproximadas do comportamento da velocidade de certas reações.

CATALIZADORES:

É uma substância que aumenta a velocidade da reação, sem ser consumida durante tal

processo. A principal função do catalisador é diminuir a energia de ativação, facilitando

a transformação de reagentes em produtos.

Inibidores

O inibidor é o oposto do catalisador, pois ele aumenta a energia de ativação e

consequentemente reduz a velocidade da reação. Essa substância reduz e até destrói

a ação do catalisador.

Exemplo: A velocidade da decomposição da água oxigenada é reduzida pelo

meio ácido (H+).

Comportamento do Catalisador na Reação Exotérmica

Comportamento do Catalisador na Reação Endotérmica

Reação sem Catalisador------- Reação com Catalisado