ESTRUTURA DA MATRIA

CINTICA QUMICA

Ramo da Qumica que estuda a velocidade das reaoes e os fatores que a influenciamReaes rpidasReaes Lentas

Medida da Velocidade Considere a reao: C2H2 + 2H2 C2H6tempo (min)n (mols de C2H6 formado)004126151020No intervalo de tempo de 0 a 4 min, a velocidade de formao do C2H6 de v = 3 mols/min, obsevar que para os prximos intervalos de tempo a velocidade vai decaindo.Velocidade da Substncia Isolada: v = n / tMedida da Velocidade Velocidade Mdia: Vm = Vr = VP = n / c.t, onde c o coeficiente estequiomtrico correspondente a cada substncia que participa da reao. tempo (min)n (mols de C2H2)n (mols de H2)n (mols de C2H6)0506004383612635301510302020Para uma reao genrica: aA + bB cC + dD, temosVm = nA / a.t = nB / b.t = nC / c.t = nD / d.tPara o intervalo de tempo de 6 a 10 min, a velocidade mdia da reao de 1,25mols/min. Exerccios de fixao: Um qumico misturou 2mols de hidrognio com 3mols de cloro num recipiente adequado. Suponha que do incio da mistura at 15s, a reao H2 + Cl2 2HCl ocorra conforme os dados da tabela:Tempo (s)01361012mols H22,01,751,51,251,00,75mols Cl23,02,752,52,252,01,75mols HCl00,51,01,52,02,5Calcule a velocidade em relao a cada participante e a velocidade mdia da reao no intervalo de 10 a 15s.Construa o grfico que mostra a variao da concentrao em mol em funo do tempo de cada participante da reao. Exerccios de fixao: Um qumico realizou a reao de decomposio do cido carbnico: H2CO3 H2O + CO2. Mediu a concentrao molar de CO2 nos tempos 10s e 20s e obteve: 10s: [CO2] = 0,2mol/L 20s: [CO2] = 0,8mol/L Qual a velocidade mdia dessa reao no intervalo de 10 a 20s?Considere a equao: 2N2O5 (g) 4NO2 + O2. Admita que a formao de O2 tem uma velocidade mdia constante igual a 0,05mol/s. A massa de NO2 formada em 1min : (Dado: ma O: 16u, ma N = 14u) a) 96g b) 55,2g, c) 12,0g d) 552,0g e) 5,52g Exerccios de fixao: O grfico abaixo representa a variao de concentrao das espcies A, B e C com o tempo. Qual das alternativas a seguir contm a equao qumica que melhor descreve a reao representada pelo grfico? a) 2A + B C b) 2B + C c) A 2B +C d) B + C A e) B + 2C A

CBAMecanismo das reaes a maneira que se processa uma reao qumicaTeoria das Colises: quebra das ligaes dos reagentes e formao das ligaes dos produtos Reao: H2 (g) + I2 (g) 2HI(g)Energia de Ativao a Energia necessria para iniciar a reaoCaminho da reaoEnergia H2 + I2 HI + HI H2I2 complexo ativado Fatores que Influenciam uma Reao Qumica Estado fsico dos reagentes; Estado Cristalino dos reagentes; Reagentes em solues; rea de contato entre os reagentes; Temperatura e Radiaes na reao; Energia Eltrica; Catalisadores; Presso sobre o sistema em reao; Concentrao dos reagentes.Os choques entre os reagentes aumentam medida que as molculas esto mais afastadas (lquidos e gases)Estado Fsico dos Reagentes

A estrutura amorfa possui ligaes mais fracas do que na estrutura cristalinaEstado Cristalino dos Reagentes

C(grafite) C(diamante)estrutura amorfa estrutura cristalinaReagentes em Soluespartculas solveis possuem maior movimento aumentando o nmero de choques entre as vrias espcies presentes na soluorea de ContatoMaior rea de contato aumenta o nmero de choques entre as reagentesInfluncia da Temperatura e das RadiaesA Tempertaura e Radiaes aumentam a energia cintica das partculas dos reagentes aumentando o nmero de choques > EcInfluncia da Energia EltricaInfluencia em reaes de oxi-reduo, pode iniciar uma combusto atravs de uma fasca eltrica, etcInfluncia dos CatalisadoresOs Catalisadores aumentam a velocidade da reao reduzindo a energia de ativao das reaesCaminho da reaoEnergiaTipos de Catalisadores Catalisadores heterognios: no participa diretamente da reao e forma uma fase distinta em relao aos reagentes.Ex: H2(g) + O2(g) H2O(l), na presena de Pt Catalisadores homogneos: participa diretamente da reao. Formando uma s fase com os reagentes e sendo recuperado na ltima etapa da reao.Ex: decomposio do perxido de hidrognio na presema de Fe+2Reao geral: 2H2O2(aq) 2H2O(l) + O2(g)1a Etapa: H2O2(aq) + 2Fe+2(aq) + 2H+(aq) 2Fe+3(aq) + 2H2O(l)2a Etapa: 2Fe+3(aq) + H2O2(aq) 2Fe+2(aq) + O2(g) + 2H+(aq)P> PInfluncia da PressoMaior presso aumentam os choques entre os reagentes gasososInfluncia da ConcentraoMaior concentrao aumentam os choques entre os reagentes Exerccios de fixao: Dada a seguinte reao: reagentes complexo ativado produtos + calor Represente em um grfico energia x caminho da reao, os nveis das energias dos reagentes, complexo ativado e produtos.Esboce os grficos das seguintes reaes: a) A + B C Energia dos reagentes = 8Kj Energia dos produtos = 7Kj Energia de ativao = 17kj b) A +B R + Q Energia dos reagentes = 12Kj Energia dos produtos = 17Kj Energia de ativao = 20kjLei da Ao das Massas A velocidade de uma reao qumica diretamente proporcional ao produto das concentraes molares dos reagentes elevadas a potncias determinadas experimentalmente Guldeberg e WaagePara a reao: aA + bB cC + dDTemos: V = K.[A]a. [B]bOnde:K = constante cintica (varia com a temperatura)a e b = ordem dos reagentes A e B (experimental)a + b = ordem da reao[ ] = concentrao molarLei da Ao das Massas Observaes:Para reaes que ocorrem em uma nica etapa (reaes elementares), as potncias normalmente coincidem com os coeficientes dos reagentes;Reaes que ocorrem em mais de uma etapa, a velocidade da reao dada pela etapa mais lenta;Reagentes slidos ou solventes no participam da expresso da velocidade;Nas reaes entre gases a velocidade pode ser expressa em funo das presses parciais dos reagentes. Para a reao aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g), teremos:V = K.pAa.pBbLei da Ao das Massas EXEMPLO

A reao NO2 (g) + CO(g) CO2(g) + NO(g) ocorre em duas etapas:

2 NO2(g) NO3(g)+NO (g)(etapa lenta)NO3(g)+CO (g)CO2(g) +NO2(g)(etapa rpida)

V = K . [NO2]2 ou V = K . P2NO2 Exerccios de fixao: Escreva a equao da velocidade em funo das concentraes e das presses parciais dos reagentespara cada uma das seguintes reaes, supondo todas elementares: a) 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) b) C(s) + O2(g) CO2(g) c) C(s) + 2S(s) CS2(l) d) Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g)2. Considere a reao de sntese da amnia, dada pela equao N2(g) + 3H2 2NH3(g), mantida a temperatura, o que ocorrer com a velocidade da realo se: a) A concentrao em mol/L do H2(g) for reduzida a tera parte e a do N2(g) for triplicada? b) A presso parcial do N2(g) for quadruplicada e a do H2(g) for triplicada? Exerccios de fixao: 3. A cintica da reao 2HgCl2(aq) + C2O4-2(aq) 2Cl-(aq) + 2CO2(g) + Hg2Cl2(s) foi estudada em soluo aquosa, segundo a quantidade de matria que precipita por litro de soluo por minuto. Os dados obtidos esto na tabela a seguir em mol/L:[HgCl2][C2O4-2]V (mol/L.min)0,1000,1501,8 x 10-50,1000,3007,2 x 10-50,0500,3003,6 x 10-5Determine a equao da velocidade da reaoCalcule o valor da constante da velocidade da reaoQual ser a velocidade da reao quando as concentraes dos dois reagentes forem igual a 0,01 mol/L?Grf13302.42.80.31.82.30.61.1210.61.71.20.21.61.4

mol 1mol 2mol 3

Plan1Tempomol 1mol 2mol 3033012.42.80.331.82.30.661.121100.61.71.2150.21.61.4

Plan13302.42.80.31.82.30.61.1210.61.71.20.21.61.4

mol 1mol 2mol 3

Plan2

Plan3