CINÉTICA QUÍMICA PARTE ii

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Disciplina - Estrutura e Propriedades da Matéria 
Professora: Maria Cristina Silva
CINÉTICA QUÍMICA/PARTE II
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Estrutura e Propriedades da Matéria – UFSJ
Prof. Maria Cristina 
Mecanismos de reação
A equação química balanceada fornece informações sobre o início e o fim da reação.
O mecanismo de reação fornece a trajetória da reação.
Os mecanismos fornecem um quadro bem detalhado de como as ligações são quebradas e formadas durante o curso de uma reação
Não podemos, em geral, escrever uma lei de velocidade a partir de uma reação química. 
Porque?
Todas as reações, exceto as mais simples, são o resultado de várias etapas - reações elementares 
Estrutura e Propriedades da Matéria – UFSJ
Prof. Maria Cristina 
Mecanismos de reação
Para entender como uma reação se desenvolve, temos de propor um mecanismo de reação, isto é uma sequência de reações elementares que descreva as modificações que ocorrem á medida que reagentes se transformam em produtos.
Decomposição do ozônio na atmosfera
Etapa 1: O3 → O2 + O
Etapa 2: O + O3 → O2 + O2
Intermediário da reação: espécie produzida em uma etapa e consumida em uma etapa posterior.
As duas equações das reações elementares são somadas para dar a equação global. 
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Prof. Maria Cristina 
Mecanismos de reação
A molecularidade de uma reação é o número de moléculaas reagentes em uma etapa elementar.
Reação unimolecular – etapa elementar com uma molécula reagente
Reação bimolecular – etapa elementar com duas moléculas.
Reação termolecular – etapa elementar com três moléculas
As colisões de três partículas são bem menos prováveis, uma vez que elas exigem que três espécies em movimento aleatório cheguem ao mesmo lugar na mesma hora. 
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Leis de velocidade das reações elementares
A lei de velocidade para uma etapa elementar é determinada por sua molecularidade:
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Lei de velocidade total a partir de um mecanismo proposto 
A etapa determinante da velocidade de reação deve prever a mesma lei de velocidade que é determinada experimentalmente. 
Etapa lenta na sequência de etapas que levam a formação do produto.
Qual é a etapa determinante da reação????
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Para uma reação não elementar, a velocidade da reação global é igual a velocidade da etapa mais lenta da reação
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Considere um pedágio de estrada com duas praças de pedágio. Mediremos a velocidade
na qual os carros saem do pedágio. Podemos visualizar o trecho ao longo do pedágio em 
duas etapas:
Etapa 1: Ponto 1 → ponto 2
Etapa 2: Ponto 2 → ponto 3
Total: Ponto 1 → ponto 3
Lei de velocidade total a partir de um mecanismo proposto 
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1 2 3
Se o tráfego flui rapidamente pela praça A mas engarrafa na praça B, haverá um aglomerado
de carros no ponto 2 (entre as duas praças). E a velocidade na qual os carros podem passar
pelo pedágio (ponto 3) é limitada pela velocidade pela qual eles passam através da praça B.
A etapa 2 é limitante da velocidade.
Lei de velocidade total a partir de um mecanismo proposto 
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Genericamente:
Mecanismo:
Etapa lenta
Etapa rápida
Equação da velocidade:
Lei de velocidade total a partir de um mecanismo proposto 
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Catálise
O que é um catalisador????
Uma substância que aumenta a velocidade sem ser consumida na reação
Como o catalisador acelera a velocidade das reações????
Um catalisador acelera uma reação fornecendo um caminho alternativo - um mecanismo de reação diferente - entre reagentes e produtos. Esse novo caminho tem energia de ativação mais baixa do que o caminho original
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O catalisador permite uma nova trajetória de reação com energia de ativação mais baixa, 
o que permite que mais moléculas de reagente cruzem a barreira e formem os produtos. 
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Prof. Maria Cristina 
Catálise Homogênea
Um catalisador homogêneo é um catalisador que está na mesma fase dos reagentes. 
Exemplo: Íon brometo - catalisador na reação de decomposição do H2O2:
2H2O2(aq)  2H2O(l) + O2(g)
2Br-(aq) + H2O2(aq) + 2H+(aq)  Br2(aq) + 2H2O(l)
O Br- é um catalisador porque ele pode ser recuperado no final da reação
Br2(aq) + H2O2(aq)  2Br-(aq) + 2H+(aq) + O2(g).
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2H2O2(aq)  2H2O(l) + O2(g)
2Br-(aq) + H2O2(aq) + 2H+(aq)  Br2(aq) + 2H2O(l)
O Br- é um catalisador porque ele pode ser recuperado no final da reação
Br2(aq) + H2O2(aq)  2Br-(aq) + 2H+(aq) + O2(g).
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Catálise Homogênea
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Catálise Heterogênea
Um catalisador heterogêneo existe em fase diferente das moléculas dos reagentes. Os catalisadores heterogêneos geralmente são compostos de metais ou óxidos metálicos. 
A primeira etapa é a adsorção (a ligação de moléculas do reagente à superfície do catalisador).
Os locais onde as moléculas que estão reagindo podem vir a ser adsorvidas são chamaddos sítios ativos
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N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
Fe/Al2O3/K2O
Haber Process
13.6
Em primeiro lugar as moléculas de N2 e H2 ligam-se à superfície do catalisador. 
Essa interação com a superfície enfraquece as ligações covalentes no N2 e H2 e acaba por causar a dissociação dessas moléculas. 
Os átomos de N e H são muito reativos e se combinam para formar a molécula de NH3, que deixa então a superfície. 
Enzimas
A queima de açúcares é a principal forma segundo a qual retiramos energia do meio ambiente para vivermos;
Um saco de açúcar pode permanecer anos na prateleira do supermercado.
A prateleira não tem enzimas!!!
Nos animais, a glicose libera sua energia química em segundos
Reações catalíticas promovem a oxidação da glicose ao quebrar ligações químicas que armazenam energia
A importância das enzimas para a manutenção da vida
Enzimas
A importância das enzimas para a manutenção da vida
Fim