UNIZAMBEZEFaculdade de cincias e tecnologiasEngenharia de processoQumica fisica I

Tema: afinidade quimica

Discente: docente:Aniceto salomao zeferino machava eng. Americo mussopela

Beira maio de 2013ndiceResumo2Objectivos3Objectivos gerais3Objectivos especificos3Introduo4Termodimica das reaces quimicas5O processo de combusto5Fundamentos da Termodinmica6Entalpia de formao6Aplicao da primeira lei em sistemas reagentes7Temperatura adiabtica de chama7Terceira lei da termodinmica e entropia absoluta8Afinidade Qumica9Tabela de afinidade9Condies para a ocorrncia de reaces11Natureza dos reagentes ou a "afinidade qumica"11Contacto entre os reagentes11Choques eficazes e energia de activao11Lei de aco das massas13Estado de equilbrio (composio)14Abordagem dinmica para o estado de equilbrio15viso contempornea16Aplicaes em outros campos17Concluso18Referncias bibliogrficas19

Resumo Muitos problemas termodinmicos envolvem reaces qumicas. Entre eles, os mais familiares so os que apresentam a oxidao de combustveis hidrocarbonetos, pois esse processo utilizado na maioria dos dispositivos geradores de potncia.O conceito termodinmica das reaces qumicas, fundamenta-se em afinidade qumica que uma tendncia intrnseca de cada substncia de entrar em reaco com uma outra substncia. Afirma que, As foras que produzem os fenmenos qumicos so todas derivadas da atraco mtua das molculas. a tendncia intrnseca de cada substncia de entrar em reaco com uma outra substncia. Por exemplo: cidos tm afinidades por bases, no-metais tm afinidades por metais, reagentes nuclefilos tm afinidade por reagentes eletrfilos.As foras que produzem os fenmenos qumicos so todas derivadas da atraco mtua das molculas qual se deu o nome de afinidade, para distinguir da atraco astronmica, provvel que uma e outra no sejam se no uma mesma propriedade.Existem vrios factores responsveis pela ocorrncia de uma reaco. Entre eles, temos: a natureza dos reagentes, o contacto entre eles os choques eficazes e a energia de activao.No diz reapeito a natureza dos reagentes ou a "afinidade qumica" as Substncias diferentes podem ou no reagir. Quando ocorre reaco, dissemos que existe uma "afinidade" entre os reagentes. E muito difcil quantificar essa "afinidade", mesmo quando sabemos que ela existe.O contacto entre os reagentes essa a condio mais evidente para a ocorrncia de uma reaco. cidos e bases, por exemplo, mesmo que apresentem afinidade, no iro reagir se estiverem contidos em frascos separados. o contacto entre os reagentes permite que ocorram interaces entre os mesmos, originando os produtos.

ObjectivosObjectivos gerais Abordar em torno do tema afinidade quimica enquadrando o tema na disciplina de Qumica fisica 1. Explicar o comportamento das reaces quimicas usando a afinidade quimica.

Objectivos especificos Formular e explicar as suposies da afinidade quimica aplicada a reaces. Explicar as propriedades das reaces quimicas usando a afinidade quimica. Usar a afinidade quimica para explicar a relao entre esta e a constante de equilibrio. Explicar o uso da afinidade quimica em relao ao estado de equilibrio nas reaces quimicas.

Introduo

O presente trabalho apresenta resultados de pesquisas densevolvidas por um estudante do segundo ano da engenharia de processos, que tem como objectivo especfico o estudo da termodinmica das reaces qumicas, que um processo que ocorre em todas reaces qumicas. importante, ainda destacar que durante o processo de colecta de dados para a elaborao deste enunciado, baseou-se mais na reviso bibliogrfica, atravs de livros cintificos e por pesquisas na internet. O conceito termodinmica das reaces qumicas, fundamenta-se em afinidade qumica que uma tendncia intrnseca de cada substncia de entrar em reaco com uma outra substncia. Afirma que, As foras que produzem os fenmenos qumicos so todas derivadas da atraco mtua das molculas.

Termodimica das reaces quimicas

Muitos problemas termodinmicos envolvem reaces qumicas. Entre eles, os mais familiares so os que apresentam a oxidao de combustveis hidrocarbonetos, pois esse processo utilizado na maioria dos dispositivos geradores de potncia. Entretanto, podemos pensar em muitos outros processos que envolvem reaces qumicas, incluindo, por exemplo, os que ocorrem no corpo humano. O processo de combusto O processo de combusto envolve a oxidao dos constituintes do combustvel que so oxidveis e pode, portanto, ser representado por uma equao qumica. Durante o processo de combusto, a massa de cada elemento permanece a mesma. Assim, escrever as equaes qumicas e resolver os problemas que envolvem quantidades dos vrios constituintes implica, basicamente, na conservao da massa de cada elemento. Considere, inicialmente a reao do carbono com o oxignio.

Essa equao indica que 1kmol de carbono reage com 1kmol de oxignio para formar 1kmol de dixido de carbono. Isso tambm significa que 12 kg de carbono reagem com 32 kg de oxignio para formar 44 kg de dixido de carbono. Todas as substncias iniciais que sofrem o processo de combusto so chamadas reagentes e as substncias que resultam do processo so chamadas produtos.

Quando um combustvel constitudo por hidrocarbonetos queimado, o carbono e o hidrognio so oxidados. Por exemplo, considere a combusto do metano. Nesse caso, os produtos de combusto incluem dixido de carbono e gua. A gua pode estar na fase vapor, lquida ou slida, dependendo da temperatura e presso dos produtos de combusto. Deve ser observado que nos processos de combusto sempre ocorre a formao de muitos produtos intermedirios durante a reaco qumica. Na maioria dos processos de combusto, o oxignio fornecido pelo ar e no como oxignio puro. A composio do ar em base molar, aproximadamente 21% de oxignio, 78% de nitrognio, e 1% de argnio. podemos admitir que o nitrognio e o argnio no participam nas reaces qumicas. No final de combusto, entretanto, eles esto mesma temperatura dos demais produtos e, portanto, sofrem uma mudana de estado (considerando que a temperatura final dos produtos no igual inicial dos reagentes). importante ressaltar que algumas reaes qumicas, entre o oxignio e o nitrognio, ocorrem nas cmaras dos motores de combusto interna (devido s altas temperaturas de reao). Isso provoca a poluio do ar com os xidos de nitrognio que esto presentes nos gases de escapamento dos motores.O argnio normalmente desprezado na soluo dos problemas de combusto que envolvem o ar e, assim, o ar passa a ser considerado como sendo composto por 21% de oxignio e 79% de nitrognio em volume. Quando esta hiptese feita, o nitrognio algumas vezes chamado de nitrognio atmosfrico. O nitrognio atmosfrico apresenta um peso molecular de 28,16g (levando em conta o argnio), enquanto o nitrognio puro apresenta peso molecular igual a 28,013g. Essa distino no ser considerada neste texto. Consideraremos que os 79% da mistura sejam relativos a nitrognio puro. A hiptese de que o ar constitudo por 21% de oxignio e 79% de nitrognio, em base volumtrica, conduz concluso de que para cada mol de oxignio esto envolvidos 79,0/21,0 = 3,76 mols de nitrognio. Fundamentos da Termodinmica A anlise dos produtos de combusto propicia um mtodo bem simples para calcular a quantidade de ar realmente fornecida ao processo de combusto. Existem vrios mtodos experimentais para realizar essas anlises. Alguns produzem resultados em uma base seca, isto , fornecem a anlise fracionria de todos os componentes, exceto a gua. Outros procedimentos experimentais do resultados que incluem o vapor de gua.Neste texto, no estamos preocupados em detalhar os instrumentos e os procedimentos experimentais, mas sim com a utilizao correta de tais informaes nas anlises termodinmicas das reaes qumicas. O princpio bsico utilizado para obter a relaco real arcombustvel a partir da anlise dos produtos de combusto a conservao de massa de cada um dos elementos. Assim, podemos fazer um balano do carbono, do hidrognio, do oxignio e do nitrognio (e qualquer outro elemento que possa estar envolvido na reao) na transformao de reagentes em produtos. Alm disso, sabemos que existe uma relao definida entre as quantidades de alguns desses elementos. Por exemplo, a relao entre o oxignio e o nitrognio do ar fixa, bem como a relao entre o carbono e o hidrognio do combustvel (se ele conhecido e formado por hidrocarbonetos). Entalpia de formaoSe considerava que as substncias sempre apresentavam composio fixa e nunca estavam envolvidas com mudanas de composio provocadas por reaces qumicas. Quando estamos lidando com componente de uma mistura, estamos livres de escolher o estado de referncia, e prosseguir com os clculos consistentes desde esse estado at o estado real desejado. Notamos tambm que estamos livres para escolher um valor para esse estado de referncia sem acarretar em inconsistncias nos clculos efectuados devido a uma mudana de propriedade por uma reaco qumica (que resultaria numa mudana na quantidade de uma determinada substncia). Agora que a possibilidade de uma reao qumica ser includa, torna-se necessrio escolher o estado de referncia em uma base comm e consistente. Mas trs observaes devem ser feitas em relao entalpia de formao: 1. Demonstramos o conceito de entalpia de formao em funo da medida do calor transferido numa reaco qumica ideal em que o composto formado a partir de seus elementos constituintes. Na realidade, a entalpia de formao frequentemente determinada a partir da aplicao da termodinmica estatstica e utilizando dados espectroscpicos.2. A justificativa para o procedimento de atribuir o valor zero para a entalpia dos elementos a 25 C e 0,1 MPa est no facto de que, na ausncia de reaces nucleares, a massa de cada elemento numa reaco qumica conservada. Essa escolha do estado de referncia no traz conflitos ou ambiguidades e muito conveniente no estudo de reaces qumicas de um ponto de vista termodinmico. 3. Em certos casos, um elemento ou um composto pode existir em mais de um estado a 25 C, 0,1 MPa. O carbono, por exemplo, pode estar na forma de grafita ou diamante. Assim, torna-se essencial que o estado de referncia esteja claramente identificado. Outro exemplo que o oxignio pode existir na forma monoatmica, diatmica ou tambm como oznio. 3.1. O valor nulo para a entalpia de formao ser escolhido para a forma que quimicamente estvel no estado de referncia, que no caso do oxignio a forma diatmica. Cada uma das outras deve ter uma entalpia de formao consistente com a reaco qumica de sua formao e da transferncia de calor relactiva reaco que produza aquela forma de oxignio. Aplicao da primeira lei em sistemas reagentes A entalpia de formao fundamental na aplicao da primeira lei da termodinmica em sistemas reagentes, pois possibilita que as entalpias de substncias diferentes possam ser somadas ou subtradas (contando que elas sejam relactivas mesma base). Temperatura adiabtica de chama Considere um processo de combusto que ocorre adiabaticamente e sem envolver trabalho ou variaes de energia cintica ou potencial. Para esse processo, a temperatura atingida pelos produtos chamada de temperatura adiabtica de chama. Como admitimos que o trabalho no processo nulo e que as variaes de energia cintica ou potencial so nulas, essa a mxima temperatura que pode ser atingida pelos produtos, porque qualquer transferncia de calor no processo e qualquer combusto incompleta contribuiria para a diminuio da temperatura dos produtos. A mxima temperatura adiabtica de chama atingida para um dado combustvel e certo estado dos reagentes (P e T) ocorre quando a mistura estequiomtrica. A temperatura adiabtica de chama pode ser controlada pela quantidade de excesso de ar que utilizada. Isso importante, por exemplo, nas turbinas a gs, em que a temperatura mxima admissvel determinada por consideraes metalrgicas. Assim, essencial realizar um controle rigoroso da temperatura dos produtos de combusto nessa aplicao.Terceira lei da termodinmica e entropia absoluta A terceira lei da termodinmica foi formulada no incio do sculo X. O trabalho inicial foi feito, principalmente, por W. H. Nernst (1864-1941) e Max Planck (1858-1947). Essa lei trata da entropia de substncias temperatura zero absoluto e em essncia estabelece que a entropia de um cristal perfeito zero temperatura zero absoluto. De um ponto de vista estatstico, isso significa que a estrutura do cristal tal que apresenta o grau mximo de ordem. Alm disso, como a temperatura zero absoluto temos que a energia trmica mnima. Essas consideraes indicam que: se uma substncia no apresenta estrutura cristalina perfeita no zero absoluto, mas sim um grau de casualidade, como uma soluo slida ou um slido vtreo, ela ter um valor finito de entropia temperatura zero absoluto. As evidncias experimentais nas quais a terceira lei se apoia so, principalmente, os dados das reaces qumicas a baixa temperatura e as medidas de capacidade trmica a temperaturas prximas do zero absoluto. Deve-se observar que em contraste com a primeira e a segunda leis, que levam respectivamente s propriedades energia interna e entropia, a terceira lei trata somente da questo da entropia na temperatura zero absoluto. Contudo, as implicaes da terceira lei so bastante profundas, particularmente no que se refere as reaces qumicas. A relevncia particular da terceira lei que ela fornece um referencial absoluto para a medio da entropia das substncias e a entropia relactiva a essa base chamada entropia absoluta.

Afinidade Qumica a tendncia intrnseca de cada substncia de entrar em reaco com uma outra substncia. Por exemplo: cidos tm afinidades por bases, no-metais tm afinidades por metais, reagentes nuclefilos tm afinidade por reagentes eletrfilos.As foras que produzem os fenmenos qumicos so todas derivadas da atraco mtua das molculas qual se deu o nome de afinidade, para distinguir da atraco astronmica, provvel que uma e outra no sejam se no uma mesma propriedade.O programa de pesquisa sugerido por Newton demonstrou seu desejo de encontrar leis que quantificassem matematicamente as transformaes que ocorriam no microcosmo, leis semelhantes quelas que ele prprio havia encontrado para o macrocosmo. Para alcanar essas leis, Newton argumentava que seria preciso comear por saber que substncias se atraam, e quais se repeliam, bem como o grau de atrao e de repulso. Vejamos um exemplo dessa metodologia newtoniana para o estudo da qumica Segundo Newton:Quando o sal de trtaro [carbonato de potssio, K2CO3] corre per deliquium [liquefaz-se], derramado na soluo de qualquer metal, precipita este ltimo e o faz cair no fundo do lquido na forma de lama, no prova isto que as partculas cidas so atradas mais fortemente pelo sal de trtaro do que pelo metal e, quando uma soluo de ferro em aqua fortis [cido ntrico, HNO3] dissolve o lapis calaminaris [carbonato de zinco, ZnCO3] e solta o ferro, ou uma soluo de cobre dissolve o ferro nela mergulhado e solta o cobre, ou uma soluo de prata dissolve o cobre e solta a prata, ou uma soluo de mercrio em aqua fortis derramada sobre o ferro, cobre, o estanho ou o chumbo dissolve o metal e solta o mercrio, no prova isto que as partculas cidas da aqua fortis so atradas mais fortemente pelo lapis calaminaris do que pelo ferro, e mais fortemente pelo ferro do que pelo cobre, e mais fortemente pelo cobre do que pela prata, e mais fortemente pelo ferro, cobre, estanho e chumbo do que pelo mercrio. E no pela mesma razo que o ferro necessita de mais aqua fortis para dissolv-lo do que o cobre, e o cobre mais do que os outros metais; e que, de todos os metais, o ferro o mais facilmente dissolvido e o mais propenso a enferrujar, e, depois do ferro o cobre.Tabela de afinidadeA sugesto de uma possvel rea de investigao, pois, de Telles nos serviremos apenas do mtodo de previso de ocorrncia de reaces regidas por afinidades newtonianas. Telles mencionou tabelas de afinidades entre 8 cidos e 7 bases, atribuindo valores relativos s afinidades entre estes, permitindo prever a ocorrncia, ou no, de reaces. Imagem obtida do: http://www.ebah.com.br, no dia 19/05/13. Filgueiras, ao analisar os exemplos sugeridos por Telles, comenta um caso genrico, envolvendo as espcies A, B, C e D:A + B AB Afinidade = 7A + C AC Afinidade = 6C + D CD Afinidade = 3B + D BD Afinidade = 5Assim, como a afinidade que une A e B para formar AB 7, e a afinidade que une A e C para formar AC 6, temos que:AB + C no ocorre,pois o produto AC que seria formado envolveria uma afinidade relativa 6, menor, portanto, que a afinidade entre A e B, que 7.Reproduzindo um exemplo citado nos Elementos de Qumica, convertidos para a linguagem moderna, temos:NaOH + HCl NaCl Afinidade = 10NaOH + H2SO4Na2SO4 Afinidade = 12Ca(OH)2 + HCl CaCl2 Afinidade = 8Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 Afinidade = 11a partir desses valores possvel concluir que:Na2SO4 + HCl no reage, pois daria NaCl + H2SO4 = 10 (12)

Condies para a ocorrncia de reaces Existem vrios factores responsveis pela ocorrncia de uma reaco. Entre eles, temos: a natureza dos reagentes, o contacto entre eles os choques eficazes e a energia de activao.Natureza dos reagentes ou a "afinidade qumica" Substncias diferentes podem ou no reagir. Quando ocorre reaco, dissemos que existe uma "afinidade" entre os reagentes. E muito difcil quantificar essa "afinidade", mesmo quando sabemos que ela existe. Um cido e uma base, por exemplo, sempre reagem; logo, entre eles h "afinidade". J o gs oxignio (O2) tem "afinidade" com o monxido de carbono (CO) e na reaco que ocorre entre eles forma-se o gs dixido de carbono (CO2); no entanto, o O2 no reage com o dixido de carbono. Contacto entre os reagentes Essa a condio mais evidente para a ocorrncia de uma reaco. cidos e bases, por exemplo, mesmo que apresentem afinidade, no iro reagir se estiverem contidos em frascos separados. O contacto entre os reagentes permite que ocorram interaces entre os mesmos, originando os produtos. Choques eficazes e energia de activao Todas as reaes qumicas ocorrem quando h rearranjo dos tomos que formam os reagentes. Esses rearranjos so ocasionados pela quebra de ligaes entre os tomos dos reagentes e pela formao de novas ligaes que iro originar os produtos. No entanto, nem todos os choques entre as molculas que compem os reagentes resultam na formao de produtos; esses so os choques no-eficazes. De modo semelhante, os choques que resultam numa reaco so denominados choques eficazes ou efectivos. Para que eles existam necessrio que a coliso ocorra em uma posio (geometria) privilegiada, favorvel quebra de ligaes e formao de outras. No momento em que ocorre o choque em uma posio favorvel, forma-se uma estrutura intermediria entre os reagentes e os produtos, denominada complexo activado.

Complexo ativado: estado intermedirio (estado de transio) formado entre reagentes e produto, em cuja estrutura existem ligaes enfraquecidas (presentes nos reagentes) e formao de novas ligaes (presentes nos produtos).

Tendo como um exemplo em que esto indicados os reagentes, o complexo ativado e os produtos:

Imagem obtida do: http://www.ebah.com.br, no dia 19/05/13. Para que ocorra a formao do complexo activado, as molculas dos reagentes devem apresentar energia suficiente, alm da coliso em geometria favorvel. A essa energia denominamos energia de ativao (Ea).

Energia de ativao (Ea): a menor quantidade de energia necessria que deve ser fornecida aos reagentes para a formao do complexo activado e, consequentemente, para a ocorrncia da reaco. Ento, para que ocorra a formao do complexo activado, as molculas dos reagentes devem absorver uma quantidade de energia no mnimo igual energia de activao.

Imagem obtida do: http://www.ebah.com.br, no dia 19/05/13. Esse facto ocorre tanto para as reaces exotrmicas quanto para as endotrmicas, e seus diagramas, indicando o caminho da reao e a entalpia, podem ser representados por:

Imagem obtida do: http://www.ebah.com.br, no dia19/05/13. Experimentalmente, temos que reaces diferentes apresentam energias de activao diferentes, sendo que as reaces que exigem uma menor energia de ativao ocorrem mais facilmente, ou seja, ocorrem com maior velocidade. A nica grandeza que indica o grau de dificuldade da ocorrncia de uma reaco a energia de activao; nem o valor nem o sinal do H tm qualquer influncia nesse facto. Como exemplo disso, podemos mencionar a transformao do Cgrafite em Cdiamante. Embora o H da reaco seja muito pequeno (2,90 kJ), muito difcil obter-se esse processo porque ele exige uma Ea muito elevada. Compare:

Imagem obtida do: http://www.ebah.com.br, no dia 19/05/13.

Lei de aco das massas Histria Cato Maximilian Guldberg and Peter Waage , building on Claude Louis Berthollet 's ideas [ 1 ] about reversible chemical reactions , proposed the Law of Mass Action in 1864. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] These papers, in Norwegian, went largely unnoticed, as did the later publication (in French) of 1867 which contained a modified law and the experimental data on which that law was based. [ 5 ] Cato Maximilian Guldberg e Peter Waage , com base Claude Louis Berthollet idias 's sobre reaces qumicas reversveis , props a Lei da Aco de Massa em 1864. Estes documentos, em noruegus, passou despercebido , assim como a publicao mais tarde (em francs) de 1867 que continha uma lei modificada e os dados experimentais em que a lei foi baseada. In 1877 van 't Hoff independently came to similar conclusions, [ 6 ] but was unaware of the earlier work, which prompted Guldberg and Waage to give a fuller and further developed account of their work, in German, in 1879. [ 7 ] Van 't Hoff then accepted their priority. Em 1877 Van't 'Hoff independentemente chegaram a concluses semelhantes, mas no tinha conhecimento do trabalho anterior, o que levou Guldberg e Waage para dar uma conta mais completa e mais desenvolvida do seu trabalho, em alemo, em 1879 Van 't Hoff, em seguida, aceite a sua prioridade.For other uses, see Mass action (disambiguation) In Chemistry, the law of mass action is a mathematical model that explains and predicts behaviors of solutions in dynamic equilibrium . Em Qumica, a lei da aco das massas um modelo matemtico que explica e prev comportamentos de solues em equilbrio dinmico.It can be described with two aspects: 1) the equilibrium aspect, concerning the composition of a reaction mixture at equilibrium and 2) the kinetic aspect concerning the rate equations for elementary reactions .Pode ser descrito com dois aspectos: 1- Aspecto o equilbrio, relactivamente composio de uma reaco mistura em equilbrio. 2- A cintica aspecto relactivo s equaces de taxa para reaces elementares . Both aspects stem from the research by Guldberg and Waage (18641879) in which equilibrium constants were derived by using kinetic data and the rate equation which they had proposed. Ambos os aspectos resultam da pesquisa de Guldberg e Waage (1864-1879) em que as constantes de equilbrio foram obtidas usando dados cinticos e da equaco da taxa que se tinham proposto. Guldberg and Waage also recognized that chemical equilibrium is a dynamic process in which rates of reaction for the forward and backward reactions must be equal. Guldberg e Waage tambm reconheceu que o equilbrio qumico um processo dinmico em que as taxas da reaco para as reaces que parte de frente para trs deve ser igual. Taken as a statement about kinetics, the law states that the rate of an elementary reaction (a reaction that proceeds through only one transition state, that is one mechanistic step) is proportional to the product of the concentrations of the participating molecules. Tomado como uma indicao sobre a cintica, a lei que sobre a taxa de uma reaco elementar (uma reaco que prossegue atravs de um nico estado de transio, isto um passo mecanicista) proporcional ao produto das concentraes das molculas participantes. In modern chemistry this is derived using statistical mechanics . Na qumica moderna, isso feito utilizando a mecnica estatstica . Taken as a statement about equilibrium, that law gives an expression for the equilibrium constant , a quantity characterizing chemical equilibrium . Tomado como uma declarao sobre o equilbrio, que a lei de uma expresso para a constante de equilbrio uma quantidade que caracteriza o equilbrio qumico. In modern chemistry this is derived using equilibrium thermodynamics Na qumica moderna, isso feito utilizando termodinmica do equilbrio . Estado de equilbrio (composio) In their first paper, [ 2 ] Guldberg and Waage suggested that in a reaction such as Em seu primeiro artigo, Guldberg e Waage sugeriu que em uma reao, como A + B A + B A' + B' A '+ B'the "chemical affinity" or "reaction force" between A and B did not just depend on the chemical nature of the reactants, as had previously been supposed, but also depended on the amount of each reactant in a reaction mixture. A "afinidade qumica" ou "fora de reaco" entre A e B no depende apenas da natureza qumica dos reagentes, tal como tinha sido anteriormente suposto, mas tambm depende da quantidade de cada reagente em uma mistura de reaco. Thus the Law of Mass Action was first stated as follows: Assim, a Lei de Ao de Massa foi declarado como segue: When two reactants, A and B, react together at a given temperature in a "substitution reaction," the affinity, or chemical force between them, is proportional to the active masses, [A] and [B], each raised to a particular powQuando dois reagentes, A e B, reagem em conjunto a uma dada temperatura, em uma "reaco de substituio", a afinidade, ou a fora qumica entre eles, proporcional s massas activas, [A] e [B],de cada aumentado para um determinado poder . In this context a substitution reaction was one such as alcohol + aciNeste contexto, uma reaco de substituio foi de uma tal como olcool + cido ester + water. ster + gua. Active mass was defined in the 1879 paper as "the amount of substance in the sphere of action". [ 8 ] For species in solution active mass is equal to concentra

Massa activa foi definido no artigo 1879 como "a quantidade de substncia na espera de aco". Para as espcies em soluo de massa activa igual a concentrao. For solids active mass is taken as a constant. Para slidos massa activa tomada como uma constante , a and b were regarded as empirical constants, to be determined by experiment. , a, b foram considerados constantes empricos, a ser determinado por experimentao. At equilibrium the chemical force driving the forward reaction must be equal to the chemical force driving the reverse reaction. No equilbrio a fora matriz da reaco qumica para a frente deve ser igual fora de conduo qumica da reaco inversa. Writing the initial active masses of A,B, A' and B' as p, q, p' and q' and the dissociated active mass at equilibrium as Escrever as massas iniciais activos de A, B, A 'e B' como p, q, p'e q' e que a massa dissociada activo no estado de equilbrio como , this equality is represented by,Essa igualdade representado por:

-represents the amount of reagents A and B that has been converted into A' and B'. representa a quantidade de reagentes A e B que tem sido convertidas em A 'e B'. Calculations based on this equation are reported in the second paper. [ 3 ] Clculos baseados nessa equao so relatados no segundo artigo.

Abordagem dinmica para o estado de equilbrio The third paper of 1864 [ 4 ] was concerned with the kinetics of the same equilibrium system. O terceiro artigo de 1864 foi preocupado com a cintica do sistema de equilbrio mesmo. Writing the dissociated active mass at some point in time as x, the rate of reaction was given as Escrevendo a massa dissociada activo em algum ponto do tempo medida que x, a taxa de reaco foi dada como

Likewise the reverse reaction of A' with B' proceeded at a rate given by Da mesma forma a reaco inversa de A 'com B' procedeu a uma taxa determinada pela

At equilibrium the two rates of reaction must be equal. No equilbrio das duas taxas de reaco deve ser igual. This follows from the fact that the composition of a mixture at equilibrium does not change with time. Esta situao resulta do facto de que a composio de uma mistura no estado de equilbrio no muda com o tempo. Hence Por isso :...

As expresses dada taxa no papel 1864 no pode ser integrado, de modo que eles sejam simplificada como se segue. A fora qumica foi assumido como sendo directamente proporcional ao produto das massas activas dos reagentes.

This is equivalent to setting the exponents a and b of the earlier theory to one. Isto equivalente a definir os expoentes a e b da teoria anteriormente para um. The proportionality constant was called an affinity constant, k. A constante de proporcionalidade foi chamada de constante de afinidade, k. The equilibrium condition for an "ideal" reaction was thus given the simplified form A condio de equilbrio para uma reaCo ideal foi, assim, dada a forma simplificada

[A] eq , [B] eq etc. [A] eq, [B] eq , are the active masses at equilibrium. so as massas activas em equilbrio. In terms of the initial amounts reagents p,q etc. this becomes Em termos das quantidades iniciais p reagentes, q se torna

The ratio of the affinity coefficients, k'/k, can be recognized as an equilibrium constant. A proporo dos coeficientes de afinidade, k '/ k, pode ser reconhecido como uma constante de equilbrio. Turning to the kinetic aspect, it was suggested that the velocity of reaction, v, is proportional to the sum of chemical affinities (forces). Voltando ao aspecto cintica, foi sugerido que a velocidade de reaco, v, proporcional soma das afinidades qumicas (foras). In its simplest form this results in the expression Na sua forma mais simples isto resulta na expresso.

where onde is the proportionality constant. a constante de proporcionalidade. No artigo 1879 a suposio de que a taxa de reaco foi proporcional ao produto das concentraes foi justificada em termos de teoria da coliso, como havia sido desenvolvido para reaes de gs. It was also proposed that the original theory of the equilibrium condition could be generalised to apply to any arbitrary chemical equilibrium. Foi tambm proposto que a teoria original da condio de equilbrio pode ser generalizada para aplicar a qualquer equilbrio qumico arbitrria. ...The exponents , etc. are explicitly identified for the first time as the stoichiometric coefficients for the reaction. Os expoentes , etc, so explicitamente identificada pela primeira vez como os coeficientes de estequiomtricas para a reaco. Since reaction rate was considered to be proportional to chemical affinity, it follows that for a general reaction of the type Como a taxa de reaco foi considerada para ser proporcional afinidade qumica, segue-se que, para uma reaco geral do tipo

where [A], [B], [S] and [T] are active masses and k + and k are affinity constants. onde [A], [B], [S] e [T] so massas ativas e k + e k - so constantes de afinidade. Since at equilibrium the affinities and reaction rates for forward and backward reactions are equal, it follows that Uma vez que, no equilbrio, as afinidades e as taxas de reaco para as reaces frente e para trs so iguais, segue-se que

viso contempornea The affinity constants, k + and k - , of the 1879 paper can now be recognised as rate constants . As constantes de afinidade, K + e K , do papel 1879 pode agora ser reconhecido como constantes de velocidade . The equilibrium constant, K, was derived by setting the rates of forward and backward reactions to be equal.A constante de equilbrio, K, foi obtido pela fixao das taxas de reaces frente e para trs para ser igual. This also meant that the chemical affinities for the forward and backward reactions are equal. Isso tambm significa que as afinidades qumicas para as reaces frente e para trs so iguais. The resultant expressionA expresso resultante :

A hiptese de que a taxa de reaco proporcional concentrao de reagentes , a rigor, s verdade para reaces elementares (reaces com um passo mecanicista nico), mas a expresso de velocidade emprica:

is also applicable to second order reactions that may not be concerted reactions. tambm aplicvel a segunda ordem reaces que podem no ser reaces concertadas.Aplicaes em outros campos In semiconductor physics Em semicondutores fsica The law of mass action is also applied in semiconductor physics to describe the carrier density in a semiconductor. A lei da aco das massas tambm aplicada em fsica de semicondutores para descrever a densidade de portadores em um semicondutor. Regardless of doping, the product of electron and hole densities is a material property dependent on temperature. Independentemente de dopagem, o produto de densidades de electres e furo uma propriedade do material dependente da temperatura. In Mathematical Epidemiology Em Epidemiologia Matemtica The law of mass action forms the basis of the compartmental model of disease spread in Mathematical epidemiology, in which a (typically human) population is divided into categories of susceptible, infected, and recovered. A lei de aco de massas constitui a base do modelo da doena de compartimental espalhar em epidemiologia matemticas, em que uma populao (tipicamente humana) dividido em categorias de susceptvel, infectado, e recuperado. However, the so-called SIR model is being replaced by more sophisticated models using graph theory, since individuals in a human population - unlike molecules in an ideal solution - do not mix homogeneously.No entanto, o chamado modelo SIR est sendo substitudo por modelos mais sofisticados, utilizando a teoria dos grafos, uma vez que indivduos de uma populao humana - ao contrrio de molculas em uma soluo ideal - no se misturam homogeneamente. For more information, see Compartmental models in epidemiology .

Concluso

No decorrer das observaes de vrias pesquisas do presente trabalho, foi possvel tirar a concluso de que, uma reaco qumica s ocorre quando existir as seguintes condies a discriminar: afinidade entre substncias diferentes, contacto entre reagentes, choques eficases entre reagentes e a energia de activao, em particular um modelo matemtico que explica e prev comportamentos de solues em equilbrio dinmico, que a lei de aco das massas.

Guldberg and Waage were fortunate in that reactions such as ester formation and hydrolysis, on which they originally based their theory, do indeed follow this rate expression.

Referncias bibliogrficasSites da web acessado:I. http:// www.dicasdequmica.violabol.vol.com.br/cintica.html,no dia 19/05/13

II. http://www.ebah.com.br, no dia 19/05/12.Livros consultados:I. ^ "Textbook erros IX: Mais informaes sobre as Leis de Taxas de Reao e do Equilbrio", a EA Guggenheim, J. Chem. Chem. Ed ., (1956) 33 , 544-545 Ed., (1956) 33, 544-545 .

II. ^ Levere, Trevor, H. (1971) Afinidade e Matria -. Elementos de Filosofia Qumica 1800-1865. Gordon and Breach Science Publishers. ISBN 2881245838 . Gordon e Violao editores cientficos.

III. Waage, "Experimentos para determinar a lei de afinidade", Forhandlinger i Videnska bs-Selskabet i Christiania, (1864) 92.

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