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CINÉTICA QUÍMICA
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Cinética Química
Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam.
Reações Químicas
Rápidas
Lentas
Moderadas
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Cinética Química
Reação Rápida
6 NaN3(l) + Fe2O3(s) 3 Na2O(s) + 2 Fe(s) + 9 N2(g)
faísca
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Cinética Química
Reação Moderada
Reação Lenta
Decomposição dos Alimentos
Formação do Petróleo
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Cinética Química
A
B
t
[ ]
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Cinética Química
Velocidade 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.
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Cinética Química
Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função das Substâncias
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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
Velocidade Média (Vm) de uma Reação
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Cinética Química
C2H2 + 2 H2 => C2H6
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Cinética Química
C2H2 + 2 H2 => C2H6
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Cinética Química
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
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Cinética Química
Teoria da Colisão
Colisão Desfavorável
Colisão Desfavorável
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Cinética Química
Teoria da Colisão
O2
N2
2 NO
Reagentes
Complexo Ativado
Produtos
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Cinética Química
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.
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Cinética Química
Complexo Ativado: estado intermediário formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas e formação de novas ligações
O2
N2
2 NO
Reagentes
Complexo Ativado
Produtos
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eficaz
Não eficaz
I2 + H2
HI + HI
I2 H2
TEORIA DAS COLISÕES:
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Cinética Química
Quanto menor for a energia de ativação exigida, maior a velocidade da reação.
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Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação
 Superfície de Contato
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Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação
 Superfície de Contato
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Cinética Química
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
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Cinética Química
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
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Cinética Química
Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação
 Presença de Catalisador
Sem catalisador
Com catalisador
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Cinética Química
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.
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Cinética Química
Lei da Ação das Massas
 (1833-1902), Cato Guldberg e Peter Waage
“A cada temperatura, a velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações dos reagentes, elevadas a expoentes determinados experimentalmente”
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Cinética Química
Lei 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
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Cinética Química
Reação Elementar
aA + bB => cC + dD
V = 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
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Cinética Química
Reação Elementar
1 H3O+ + 1 OH- => 2 H2O
V = k [H3O+] [OH-]
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
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Cinética Química
Reação 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.
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Cinética Química
Reação 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
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Cinética Química
Reação 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
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Cinética Química
Reação Não-Elementar
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
Energia de ativação
Caminho da reação
1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O
1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O
Etapa I
Etapa II
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Cinética Química
Ordem de uma reação
Chamamos de ordem de uma reação a soma de todos os expoentes que aparecem na expressão da velocidade da reação
aA + bB + cC => dD + eE + fF
V = k [A]a [B]b [C]
Ordem da reação:  + β + 
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Cinética Química
Ordem de uma reação
Podemos expressar a ordem de uma reação em relação a um determinado reagente:
Ordem da reação em relação a A = 
Ordem da reação em relação a B = β
Ordem da reação em relação a C = 
A ordem da reação em relação a um reagente indica a dependência existente entre a concentração desse reagente e a velocidade da reação global.
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Cinética Química
Ordem de uma reação
A ordem da reação em relação a um reagente indica a dependência existente entre a concentração desse reagente e a velocidade da reação global.
2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O
V = k [H2] [NO]2
Ordem da reação: 1 +2 = 3 (3ª ordem)
Ordem da reação em relação ao H2: 1ª ordem, v = k [H2]
Ordem da reação em relação ao NO: 2ª ordem, v = k [NO]2
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Cinética Química
Ordem de uma reação
V = k [H2] [NO]2
Ordem da reação em relação ao H2: 1ª ordem, v = k [H2]
Se dobrarmos a concentração do H2 e mantivermos a concentração do NO constante, a velocidade da reação dobra.
2 V = k [2 H2] [NO]2
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Cinética Química
Ordem de uma reação
V = k [H2] [NO]2
Ordem da reação em relação ao NO: 2ª ordem, v = k [NO]2
Se dobrarmos a concentração do NO e mantivermos a concentração do H2 constante, a velocidade da reação quadruplica.
4 V = k [H2] [2 NO]2
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Cinética Química
Ordem de uma reação
aA + bB + cC => dD + eE + fF
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Cinética Química
Ordem de uma reação
Comparando 1ª e 2ª
v = k [A]2
4 v = k [2 A]2
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Cinética Química
Ordem de uma reação
Comparando 2ª e 3ª
v = k [B]0
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Cinética Química
Ordem de uma reação
Comparando 3ª e 4ª
v = k [C]3
8 v = k[2 C]3