termodinamica

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Cinética Química e Termodinâmica
Prof. Daniel Fortes
CINÉTICA QUÍMICA
Cinética química: ramo da química que estuda a velocidade das reações
Fatores que influenciam a velocidade de uma reação: 
Natureza dos reagentes e produtos;
Concentrações dos reagentes;
Temperatura na qual a reação ocorre;
Presença de um catalisador.
Natureza de produtos e reagentes: Algumas reações naturalmente ocorre mais rápido do que outras.
Ex: Reação de combustão (explosão) x Oxidação do ferro 
CINÉTICA QUÍMICA
Concentrações dos reagentes: para que duas moléculas possam reagir, é preciso que elas se choquem.
↑ Concentração = ↑ Velocidade
CINÉTICA QUÍMICA
Superfície de contato e Tamanho das partículas: em reações heterogêneas a velocidade depende da área de contato entre as fases.
↑ área de contato = ↑ velocidade da reação
CINÉTICA QUÍMICA
Temperatura na qual a reação ocorre: o aumento da temperatura faz com que um maior nº de moléculas possuam energia de ativação (Ea).
Ea = Energia mínima necessária 
para que uma reação química 
ocorra.
CINÉTICA QUÍMICA
Presença de um catalisador: substância que aumenta a velocidade de uma reação sem ser consumido. 
Acelera a reação proporcionando um caminho alternativo, com menor energia de ativação.
Uma substância que diminua a ação de um catalisador é denomi-nado inibidor. 
Ex: EDTA
CINÉTICA QUÍMICA
VELOCIDADE DE REAÇÕES
Determina o quanto de uma substância reage ou é formada a partir de suas concentrações.
Experiência
[H2] (mol/L)
[I2] (mol/L)
Velocidadeda reação
1
0,1
0,1
3,2 x 10-2
2
0,1
0,2
6,4 x 10-2
3
0,2
0,2
12,8 x 10-2
CINÉTICA QUÍMICA
A velocidade da reação será determinada por:
Onde k = constante de velocidade (determinada experimentalmente)
CINÉTICA QUÍMICA
Duplicando a concentração de H2 , a velocidade da reação duplica. Duplicando a concentração de NO, a velocidade da reação quadruplica.
Experiência
[NO] (mol/L)
[H2] (mol/L)
Velocidadeda reação
1
0,1
0,1
1,2 x 10-4
2
0,1
0,2
2,4 x 10-4
3
0,2
0,2
9,6 x 10-4
CINÉTICA QUÍMICA
A velocidade dessa reação será regida pela lei:
CINÉTICA QUÍMICA
Ordem de reação: a soma dos expoentes da lei de velocidade, determina a ordem da reação
v = k [A]m . [B]n
A ordem da reação para o reagente A será m;
A ordem da reação para o reagente B será n;
A ordem global para a reação será de (m+n);
m e n sempre serão determinados experimentalmente.
CINÉTICA QUÍMICA
Reações de ordem zero
Para a reação:
A lei da velocidade da reação é igual a:
v = k . [NO2]2
A reação é de 2ª ordem para o NO2 e de ordem zero para o CO (a concentração de CO não influencia a velocidade da reação).
CINÉTICA QUÍMICA
TERMODINÂMICA
Ramo da química que estuda a troca de energia nos processos físicos e químicos.
Toda reação química ao se processar, troca energia com o meio na forma de calor, luz ou eletricidade.
O calor trocado entre o sistema e o ambiente a pressão constante é denominado ENTALPIA (H).
∆H = H produtos – H reagentes
∆H > 0 (positivo) – Processo Endotérmico
∆H < 0 (negativo) – Processo Exotérmico
Entalpia padrão de formação
Entalpia de formação de uma substância é a ∆H na formação de 1 mol da substância, a partir das substâncias simples no estado padrão.
TERMODINÂMICA
Entalpia de formação de alguns substâncias comuns
TERMODINÂMICA
Lei de Hess (soma de calores): A variação de entalpia de uma reação, será igual a soma de todas as variações de entalpias que ocorrem no caminho da reação.
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l)	∆H = - 283 kJ/mol
H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (g)	∆H = - 242 kJ/mol
H2O (l) → H2O (g)	∆H = ?
TERMODINÂMICA
De forma simplificada, a reação da fotossíntese pode ser representada como: 
Dadas as entalpias de formação do CO2 (- 94 Kcal / mol), da H2O (- 58 Kcal / mol) e da glicose (- 242 Kcal / mol), calcule a variação de energia envolvida na reação e diga se trata-se de um processo exotérmico ou endotérmico.
Exercícios de fixação
TERMODINÂMICA
Exercícios de fixação
TERMODINÂMICA
Espontaneidade das reações químicas
Influenciada por dois fatores:
Diminuição de Energia (∆H) - Entalpia
Aumento da desordem (∆S) – Entropia
Em qualquer processo espontâneo existe sempre um aumento na entropia do universo
TERMODINÂMICA
Energia Livre de Gibbs: define a espontaneidade das reações, considerando os dois fatores que a influenciam.
∆G = ∆H – T. ∆S
Em que T é a temperatura em Kelvin na qual a reação química ocorre.
Uma reação química será espontânea quando ∆G < 0 (negativo)
TERMODINÂMICA
Espontaneidade das reações químicas
TERMODINÂMICA