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Condições para reação ocorrer
contato entre os reagentes
Afinidade química entre os reagentes Choque (colisão) efetivo entre os reagentes
Direção favorável Energia mínima (ativação)
Energia de ativação:Energia necessária para romper as
ligações dos reagentes e atingir o estado intermediário (ativado)
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Caminho da reação
reagentes
Estado ativado
produtos
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Graficamente
Entalpia (H)
Caminho da reação
Energia de ativação (EA)
Variação de entalpia (ΔH)
HR
HP
HEAEA = HEA - HR
ΔH = HP - HR
Exotérmica
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Graficamente
Entalpia (H)
Caminho da reação
Energia de ativação (EA)
Variação de entalpia (ΔH)
HR
HP
HEA
EA = HEA - HR
ΔH = HP - HR
Endotérmica
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Fatores que afetam a velocidade
Autor: Roberto Mafra
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Fatores que afetam a velocidadeQuanto maior o número de choques efetivos maior a velocidade da reação.
Quanto menor a energia de ativação maior a velocidade da reação.
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Fatores que afetam a velocidadea) Temperatura:
Quanto maior a temperatura
maior a energia cinética
maior vibração das moléculas
maior número de choques efetivos
maior velocidade
Ex. Um pedaço de carne na geladeira decompõe mais lentamenteEx. Um alimento cozinha mais rápida na panela de pressão
VICE-VERSA
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Fatores que afetam a velocidadeb) Pressão:
Quanto maior a pressão Menor a distância entre as moléculas
maior número de choques efetivos
maior velocidade
Tem influência significativa apenas nas reações gasosas
VICE-VERSA
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Fatores que afetam a velocidadec) Estado físico:
Quanto maior a liberdade de movimento das moléculas
maior número de choques efetivos
(g) > () > (s)
X(g) + Y(g) → XY(g) V1
X() + Y(g) → XY(g) V2
X(s) + Y(g) → XY(g) V3
V1 > V2 > V3
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Fatores que afetam a velocidaded) Superfície de contato:
Quanto maior a superfície de
contato
maior número de choques efetivos
maior velocidade
Ex. Um comprimido efervescente é dissolvido mais rápido se estiver partido em pequenos pedaços.
Área exposta para ataque do reagente.
Ex. Uma lenha cortada em graveto queima mais rápido que cortada em toras.
VICE-VERSA
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Fatores que afetam a velocidadee) Luz:
Quanto maior a luminosidade
maior número de choques efetivos
maior velocidade
Ex. A fotossíntese é o caso mais famoso de reação fotoquímica.
É uma forma de energia que acelera as reações fotoquímicas.
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Fatores que afetam a velocidadef) Catalisador:
Não pode ser consumido no final
do processo
Não pode ser formado no final
do processo
Aumenta a velocidade
Atuam diminuindo a energia de ativação.
Substância que acelera a reação sem dela participar, ou seja, não é um reagente e nem é um produto.
Ex. As enzimas são os catalisadores biológicos.
Obs. Os catalisadores não alteram o ΔH
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Graficamente
Caminho da reação
entalpia
HR
Hp
HEI
reagentes
produtos
Estado intermediário (ativado) Energia de ativação
sem catalisador(Ea)
Variação de entalpia (ΔH)
Ea = HEI - HR ΔH = HP - HR
HP>HR = endotérmica
Energia de ativação com catalisador(Ea)
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Graficamente
Caminho da reação
entalpia
HR
Hp
HEI
reagentes
produtos
Estado intermediário (ativado) Energia de ativação
sem catalisador(Ea)
Variação de entalpia (ΔH)
Ea = HEI - HR ΔH = HP - HR
HP<HR = exotérmica
Energia de ativação com catalisador(Ea)
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Mecanismo de catáliseOs mecanismos passam pela formação de um composto intermediário diferente.
2SO2 + O2 → 2SO3, é uma reação lenta
Com a adição de NO
2NO + O2 → 2NO2
2NO2 + 2SO2 → 2SO3 + 2NO
O catalisador forma um composto intermediário, um novo caminho dos reagentes para os produtos, sendo regenerado no final
Produto intermediário
Catalisador regenerado
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Tipos de catáliseCatálise homogênea: Todas as substâncias envolvidas e o catalisador estão no mesmo estado físico e formam um sistema homogêneo.
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
NO(g)
Catálise heterogênea: As substâncias envolvidas e o catalisador não estão no mesmo estado físico e formam um sistema heterogêneo.
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
Pt(s)
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Inibidor (anti-catalisador)
menor velocidade
Atuam aumentando a energia de ativação
Substância que retarda a reação sem dela participar, ou seja, não é um reagente e nem é um produto.
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Veneno
menor velocidade
Substância contaminante que diminui ou mesmo anula a ação do catalisador. Sozinha não possui qualquer tipo de efeito.
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Fe(s)
A presença de arsênio diminui a ação catalítica do ferro nessa reação.
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Fatores que afetam a velocidadeg) Quantidade dos reagentes não sólidos:
maior velocidade
V = K [reagentes]
Quanto maior a concentração dos
reagentes
maior a probabilidade de choques efetivos
Matematicamente, a velocidade é proporcional a concentração dos reagentes
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Equação de Guldberg-Waage
(Chamada de lei de ação das massas ou lei da velocidade)aA(g) + bB(g) AB(g)
V = K [A]x.[B]y Somente os reagentes líquidos, gasosos e aquosos entram na
expressãoOs expoentes x e y são determinados experimentalmente.
K = é a constante de velocidade
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Equação de Guldberg-Waage
a) Reação elementar (ocorre em uma única etapa)aA(g) + bB(g) AB(g)
Expoentes matemáticos=
Coeficientes químicos
x = a e y = b
V = K [A]a.[B]b
V = K [A]x.[B]y
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N2(g) + 3H2 (g) 2NH3(g)
V = K [N2 ]1.[H2]3
Ex.
C(s) + O2 (g) CO2(g)
V = K [O2]
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Zn2+(aq) + 2HC(aq) ZnC2(s) + 2H+
(g)
V = K [Zn2+].[HC]2
CaCO3 (s) CaO(s)+ CO2(g)
V = K
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Equação de Guldberg-Waage
b) Reação não elementar (ocorre em várias etapas)2A(g) + B(g) A2 B(g)
A etapa lenta é determinante da velocidade
V = K [A]1.[B]1
Etapa 1: A(g) + B(g) AB(g) (lenta)
Etapa 2: AB(g) + A(g) A2 B(g) (rápida)
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NO2(g) + CO (g) CO2 (g) + NO(g)
1a etapa:
Ex.
2NO2(g) NO3 (g) + NO(g) (lenta)
2a etapa:
NO3(g) + CO (g) CO2 (g) + NO2(g) (rápida)
V = K [NO2]2
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Determinando os expoentes a partir de dados experimentais
velocidadeDobra (x2)Dobra (x2)Dobra (x2)
Expoente (i)Dobra (x2) 1
Quadriplica (x4) 2Oitoplica (x8) 3
Dobra (x2) mantém 0
[ ]
V = K [A]i
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Ex. Dada a reação não elementar:aA(g) + bB(g) AB(g)Com os seguintes dados experimentais:
[A]123
[B]0,1 0,10,2 0,10,1 0,2
exp Vel.(mol/seg)3.10-3
6.10-3
1,2.10-2
Observando a tabela:- Como entre as experiências 1 e 2 a [B] permanece constante, toda variação de velocidade é função apenas da [A].
V = K[A]a (2.[A])a = 2.V a = 1
- Como entre as experiências 1 e 3 a [A] permanece constante, toda variação de velocidade é função apenas da [B].
V = K[B]b (2.[B])b = 4.V b = 2V = K [A].[B]2
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OrdemOrdem de cada componente:Expressa a influência de cada componente na velocidade da reação
Ordem = expoente matemático
Ordem da reação:
Ordem = ∑ expoente matemático
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2A(g) + 3B(g) A2B3(g)
V = K [A]2.[B]1
2ª Ordem em relação ao A1ª Ordem em relação ao B3ª Ordem global da reação
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