CINÉTICA QUÍMICA Jefferson Luis – CEB 2º ano. Cinética Química Parte da Química que estuda a...
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Cinética QuímicaParte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam.
Reações QuímicasRápidas Lentas
Moderadas
Cinética QuímicaReação Moderada
Reação Lenta
Decomposição dos Alimentos
Formação do Petróleo
Cinética QuímicaVelocidade Média (Vm) de uma Reação em Função
das Substâncias
É a razão entre a quantidade consumida ou produzida da substância e o intervalo de tempo (∆t) em que isso ocorrreu.
tAdeãoconcentraçdaiaçãovarVm
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AdeãoconcentraçdaiaçãovarVm
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Cinética Química
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produtosVm
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Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função das Substâncias
Cinética Química
Como calcular a velocidade de uma reação quando a proporção entre o número de mols é diferente?
2 HI(g) H2(g) + I2(g)
A velocidade da variação de concentração do HI é duas vezes maior que a velocidade da variação de concentração do H2
tC
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tB
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tA
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Velocidade Média (Vm) de uma Reação
Cinética Química
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Condições para que ocorra uma Reação
Os reagentes devem estar em contato Afinidade química entre os reagentes
Teoria da Colisão
As moléculas dos reagentes devem colidir entre si A colisão deve ocorrer com geometria favorável
Cinética Química
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Teoria da Colisão
O2 N2
O-------N
O N2 NO
ReagentesComplexo
Ativado
Produtos
Cinética Química
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Teoria da Colisão
Para que a colisão seja efetiva é necessário ainda que os reagentes adquiram uma energia mínima denominada energia de ativação.
Energia de Ativação é a quantidade mínima de energia necessária para que a colisão entre as partículas dos reagentes, feita numa orientação favorável, seja efetiva.
Cinética Química
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Complexo Ativado: estado intermediário formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas e formação de novas ligações
O2 N2
O-------N
O N2 NO
ReagentesComplexo
Ativado
Produtos
Cinética Química
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Quanto menor for a energia de ativação exigida, maior a velocidade da reação.
Cinética Química
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Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação Superfície de Contato
Cinética Química
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tB
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Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação Superfície de Contato
Cinética Química
tC
c1
tB
b1
tA
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Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação Temperatura
Um aumento de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas, pois há um incremento na energia cinética das moléculas
Cinética Química
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Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação Presença de Catalisador
É uma substância que aumenta a velocidade da reação, diminuindo a energia de ativação para os reagentes atingirem o complexo ativado. No entanto eles não participam da formação do produto, sendo completamente regenerados no final
Cinética Química
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Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação Presença de Catalisador
Sem catalisador
Com catalisador
Cinética Química
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Fatores que Influenciam a Velocidade de uma
Reação Concentração dos Reagentes
Quanto maior a concentração de partículas dos reagentes, maior será o número de colisões efetivas e consequentemente maior a velocidade da reação.
EXERCÍCIOSExercício:
1) A velocidade de uma reação química depende:
I. Da concentração dos reagentes.II. Da temperatura envolvida na reação.III. Do estado físico das moléculas.
Estão corretas as alternativas:
a) I, II e IIIb) somente I c) somente IId) somente I e IIe) somente I e III
2) Das proposições abaixo, relacionadas com cinética química, a única falsa é:
a) A velocidade de uma reação pode ser medida pelo consumo dos reagentes na unidade de tempo.
b) A colisão entre as partículas químicas é necessária para que haja reação.
c) Temperatura e catalisador são fatores que influenciam na velocidade de reação.
d) A concentração dos reagentes afeta a velocidade de reação.
e) O estado físico dos reagentes exerce influência na velocidade de reação.
3) Observe a tabela referente à decomposição da amônia produzindo hidrogênio e nitrogênio:
Determine a velocidade média da reação, em função da amônia, no intervalo de tempo de 0 a 1h.
4) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado:
2 NH3 1N2 + 3 H2
A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em função do tempo.
Qual é a velocidade média de consumo do reagente na primeira hora de reação?
a) 4,0 mol L-1h-1
b) 2,0 mol L-1h-1 c) 10 km h-1
d) 1,0 mol L-1h-1
e) 2,3 mol h-1
5) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação:
2 NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g)
Duplicando-se a concentração molar de NH3, a velocidade da reação ficará:
a) inalterada.b) duas vezes maior.c) três vezes maior.d) quatro vezes maior.e) seis vezes maior.
Cinética QuímicaLei da Ação das Massas
“A cada temperatura, a velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações dos reagentes, elevadas a expoentes determinados experimentalmente”
aA + bB => cC + dD
V = k [A] [B]β
K é uma constante da velocidade a uma dada temperatura
e β são expoentes determinados experimentalmente
Cinética QuímicaReação Elementar
aA + bB => cC + dDV = k [A]a [B]b
Quando a reação química se desenvolve em uma única etapa, dizemos que a reação é elementar.
Numa reação elementar, os expoentes a que devem ser elevadas as concentrações dos reagentes na expressão da velocidade são os próprios coeficientes dos reagentes na equação balanceada
1 H3O+ + 1 OH- => 2 H2O V = k [H3O+] [OH-]
Cinética QuímicaReação Não-Elementar
A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da reação
Quando a reação se desenvolve em duas ou mais etapas distintas, a velocidade da reação depende apenas da velocidade da etapa lenta.
Cinética QuímicaReação Não-Elementar
A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da reação
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
Etapa I 1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O (lenta)
Etapa II 1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O (rápida)
Reação Global 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
Cinética QuímicaReação Não-Elementar
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
Etapa I 1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O (lenta)
Etapa II 1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O (rápida)
Reação Global 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
A velocidade da reação global será determinada pela velocidade da etapa I
V = k [H2] [NO]2