Prévia do material em texto
cinética química A cinética química é o ramo da química que estuda a velocidade das reacções químicas, ou seja, como as substâncias reagem entre si em termos de rapidez e eficiência. Ela investiga os factores que influenciam a velocidade de uma reacção e como isso pode ser medido e controlado. Muitos factores influem na velocidade de uma determinada reacção, entre eles: a temperatura dos reagentes, a concentração, a presença de catalisadores e a extensão da superfície de contacto entre os reagentes. Estudo quantitativo :Uma reacção química ocorre quando as ligações químicas dos reagentes são rompidas e novas ligações são formadas nos produtos. Formalmente se a variação da energia livre de Gibbs (G = H – TS = U + PV – TS) à pressão e temperatura constantes é positiva (ΔGTP > 0), então a reacção é espontânea. Os diagrama abaixo mostram variações de energia envolvidas em reacções exotérmicas e endotérmicas. 2 Catalisador: É uma substância que aumenta a velocidade de uma reação sem ser consumida; depois que cessa a reação, ela pode ser recuperada da mistura reacional quimicamente inalterada. Sua presença é indicada escrevendo-se seu nome ou fórmula sobre a seta que indica o acontecimento da reação química em questão. • Superfície de Contato: Quanto menor forem as dimensões das partículas dos materiais reagentes, maior será a área superficial total exposta, o que permite um melhor contato a qualquer instante, resultando em reações mais rápidas. Diagrama das energias dos produtos e reagentes em duas situações distintas: Uma reações endotérmicas (curva vermelha) e uma reação exotérmica (curva verde) factores Influência na Velocidade da Reação Concentração das substâncias reagentes Aumentar a concentração dos reagentes geralmente aumenta a frequência de colisões entre as moléculas, acelerando a reação. Temperatura O aumento da temperatura aumenta a energia cinética das moléculas, resultando em colisões mais energéticas e, portanto, em uma maior taxa de reação. Presença de catalisadores Catalisadores fornecem um caminho alternativo com menor energia de activação, facilitando a formação de produtos e aumentando a velocidade da reacção. Área de contacto entre os reagentes Uma maior área de contacto entre os reagentes (em reacções sólido-líquido ou gás-líquido) permite mais colisões entre as moléculas, o que pode acelerar a reacção. Natureza das substâncias envolvidas Propriedades químicas intrínsecas das substâncias, como polaridade das moléculas ou estabilidade dos produtos formados, influenciam na rapidez com que a reacção ocorre. Pressão (para reacções gasosas) Aumentar a pressão em reacções envolvendo gases pode reduzir o volume disponível para as moléculas, aumentando a frequência de colisões e acelerando a reacção. Isso é mais relevante em sistemas com menor volume de produtos. A dependência da velocidade da reacção ou da constante da velocidade da reacção e da temperatura pode ser expressa através da equação Onde vt e kt : são a velocidade e a constante da velocidade a temperatura em ToC : Vt + 10 e Kt+ 10 são as mesmas grandezas a temperatura de (t+ 10) oC; é Coeficiente térmico da velocidade da reacção, cuja valor para a maioria das reacções se encontra entre os ( 2-4)(regra de vant Hoff) Em geral, se a temperatura se alterar em oC esta ultima equação transforma –se adequando em EXEMPLO:O coeficiente térmico da velocidade da reacção e igual a 2,8 quantas vezes cresce a velocidade da reacção quando a temperatura passa de 20 oC para 75oC Resolução uma vez que 550c se considerar a velocidade a 20 e a 75 oC , respectivamente = lg() = 5,5*lg2,8 = 5,5*0,447 = 2,458 = 278 Então a velocidade da reacção crescem em 278 vezes Leis de Velocidade Integradas • Estas equações permitem prever a quantidade dos reagentes ao longo do tempo ; • Pode se determinar o tempo que irá durar até a reacção se completar. Visão Microscópica da Velocidade das Reacções • visão do que ocorre a nível atómico e molecular durante a reacção • Análise cada factor que afecta a velocidade a nível microscópico • Uma das mais importantes teorias para explicar estes efeitos é a teoria das colisões 30 image1.png image2.png image3.png image4.png image5.png image6.png image7.png image8.png image9.png image10.png image11.png image12.png image13.png image14.png image15.png image16.png image17.png image18.png image180.png image19.png image20.png image21.png image22.png image23.png image24.png image25.png image26.png image27.png image28.png image29.png image30.png image31.png image32.png image33.png image34.png image35.png image36.png image37.png image38.png image39.png image40.png image41.png image42.png image43.png image44.png image45.png image46.png image47.png