Aula 6 Cinética Química

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Cinética Química 
Cinética Química 
Velocidade das reações químicas e fatores 
que influem nesta velocidade 
Teoria das colisões 
Como ocorrem as reações químicas? 
http://www.10emtudo.com.br/aula/ensino/cinetica_quimica/ 
Colisões efetivas: 
 
 Boa orientação espacial 
 
 Energia mínima necessária: 
energia de ativação 
2 
As moléculas devem 
colidir para reagir 
Energia de ativação 
Energia mínima necessária para que ocorra uma reação. 
Energia de ativação 
Reação lenta: maior Ea 
Reação rápida: menor Ea 
http://pibidqmcvr.blogspot.com.br/2012/12/as-transformacoesquimicas-e-o-tempo.html 
Reação elementar: ocorre em uma 
só etapa 
Reação não elementar: ocorre em 
mais de uma etapa 
Reação exotérmica: ΔH ˂ 0 
Reação endotérmica: ΔH ˃ 0 3 
ΔH 
En
e
rg
ia
 
Cálculo da velocidade média de uma reação 
Decorrer da reação 
Reagentes são consumidos 
 
Produtos são formados 
Velocidade de 
uma reação 
Rapidez com que os reagentes são consumidos 
Rapidez com que os produtos são formados 
ou 
A B 
[A] 
t (tempo) 
[B] 
t (tempo) 
[ ] 
t (tempo) 
A 
B 
Vm = Δ [ ] 
Δ tempo 
Variação da concentração 
em mol.L-1 
4 
Exemplo 1: 
Considere a reação de síntese da amônia: 
 
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 
Dados experimentais mostram que, em 5 minutos, a concentração de N2 
varia de 0,40 mol/L para 0,20 mol/L. 
 
a) Nesse intervalo de tempo, qual será o consumo, em mol/L, de H2 e qual 
será a produção, em mol/L, de NH3? 
 
b) Calcule: 
Velocidade média de consumo de N2 
Velocidade média de consumo de H2 
Velocidade média de produção de NH3 
Velocidade média da reação 
 
Vm dos reagentes: sinal negativo (consumo) 
Vm dos produtos: sinal positivo (produção) 
5 
http://www.servidda.com.br/cuidados-com-alimentacao-
durante-o-verao/ 
http://curiosidadess.blogger.com.br/ 
Fatores que influem na velocidade das reações químicas 
Normalmente a velocidade 
das reações aumenta com o 
aumento da temperatura. 
Quanto maior a temperatura, maior 
será a energia cinética devido à 
maior agitação das moléculas, maior 
será o número de colisões e maior a 
velocidade 
Cozinhar alimentos mais rápido 
Energia cinética 
Mais fácil superar a Ea 6 
Fatores que influem na velocidade das reações químicas 
A velocidade da reação aumenta 
com o aumento da concentração 
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/concentracao-dos-reagentes-velocidade-das-reacoes.htm 
Qualquer fator que favoreça as colisões entre os reagentes faz a 
velocidade da reação aumentar. 
Experimento A: fita de magnésio (2,0 g) + solução de 
HCl 1,0 mol/L 
Experimento B: fita de magnésio (2,0 g) + solução de 
HCl 2,0 mol/L 
Mg(s) + HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g) 
[H2] 
tempo 7 
 Em qual situação o fogo se propaga 
mais rápido: em pó de madeira ou 
em um tronco de árvore? 
Fatores que influem na velocidade das reações químicas 
Quanto maior a superfície de contato, maior 
a velocidade das reações. 
Maior o números de colisões 
entre os reagentes 
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/superficie-contato-velocidade-das-reacoes.htm 
Pastilha antiácido efervescente 
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Sólidos 
Normalmente a velocidade segue a ordem: 
 
 gases ˃ líquidos ˃ sólidos 
 
 Qual terá efeito mais 
rápido: analgésico em 
gotas ou comprimido? 
Fatores que influem na velocidade das reações químicas 
Estado gasoso: colisões ocorrem mais facilmente. 
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/cinetica-quimica.htm 
*pelo menos um reagente no estado gasoso 
A velocidade da reação aumenta com o 
aumento da pressão 
9 
Fatores que influem na velocidade das reações químicas 
“O sangue possui uma enzima que atua como 
catalisadora da decomposição da água 
oxigenada, ou seja, que aumenta a velocidade 
dessa reação.” 
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/fatores-que-
alteram-velocidade-das-reacoes.htm 
Catalisadores aumentam a 
velocidade da reação pois diminuem 
a energia de ativação. 
Catalisadores: não são consumidos durante a reação 
Inibidores: ação inversa: diminuem a velocidade da reação 
Enzimas: catalisadores biológicos 10 
Também podem 
influenciar a 
velocidade de reações 
químicas 
Influência da concentração na velocidade das reações 
Verificação quantitativa 
I2 H2 
H2 
H2 
I2 
I2(g) + H2(g) 2HI(g) 
1 molécula de I2 e 1 molécula de H2 
Ao dobrar a quantidade de H2, e manter a 
quantidade de I2 em um mesmo volume, 
tem-se o dobro de probabilidade de 
ocorrência de colisões entre I2 e H2, e a 
velocidade ficará 2 vezes maior. 
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Influência da concentração na velocidade das reações 
Verificação quantitativa 
Lei da velocidade 
aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g) Reação elementar entre A e B 
(Ocorre em apenas uma etapa) 
V = k . [A]m . [B]n velocidade 
constante de velocidade Concentração de A em mol/L 
Concentração de B em mol/L 
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Em determinada temperatura, a velocidade de uma reação elementar é 
diretamente proporcional ao produto das concentrações molares dos 
reagentes, elevadas a expoentes que devem ser determinados 
experimentalmente. 
Ordens 
de reação 
Anotações importantes em lousa 
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Influência da concentração na velocidade das reações 
Verificação quantitativa 
Reações que ocorrem em mais de uma etapa 
 (não elementares) 
2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g) 
2NO(g) + H2(g) N2O(g) + H2O(g) 
 
 N2O(g) + H2(g) N2(g) + H2O(g) 
Etapa lenta 
Etapa rápida 
O que acontece com a velocidade da reação se as concentrações de NO e de H2 
forem triplicadas? 
V = k . [3NO]2 . [3H2] 
V = 32 . 3 . k [NO]2 . [H2] 
V = 27 . k [NO]2 . [H2] 
A velocidade da reação 
ficará 27 vezes maior 
Neste caso, a lei da velocidade deverá ser aplicada à etapa lenta: 
 
 V = k . [NO]2 . [H2] 
Para esta reação, os expoentes coincidem 
com os coeficientes estequiométricos 
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Influência da concentração na velocidade das reações 
Determinação experimental da lei da velocidade 
Experimento 
Concentração do éter 
dimetílico em mol/L 
Velocidade inicial da 
reação em ml/L.min 
1 0,20 1,60 
2 0,40 6,40 
3 0,60 14,40 
Exemplo 2 
 
Em determinadas condições de temperatura e pressão, o anestésico éter 
dimetílico sofre decomposição térmica, como representado na equação abaixo: 
 
 CH3OCH3(g) CH4(g) + H2(g) + CO(g) 
 
Dependência da velocidade com a concentração: 
Escreva a expressão da lei da velocidade para esta reação. 
Quando dados experimentais são fornecidos, deve-se encontrar o valor do coeficiente 
para as concentrações na expressão da velocidade. 
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Tempo em minutos Concentração em mol/L de HCl 
0 0,200 
5 0,115 
8 0,100 
Dada a reação abaixo: 
 
Fe(s) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(g) 
 
Dados experimentais foram obtidos medindo-se a variação da concentração de 
HCl em mol/L durante 8 minutos. 
 
Com base nos dados apresentados, calcule a velocidade média de consumo de 
HCl no intervalo de 5 a 8 minutos. 
Exemplo 3 
Influência da concentração na velocidade das reações 
Determinação experimental da lei da velocidade 
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Exemplo 4 
[NO] mol/L [H2] mol/L Velocidade (mol/L.min) 
0,420 0,122 0,140 
0,210 0,122 0,035 
0,105 0,122 0,0087 
0,210 0,244 0,070 
0,210 0,366 0,105 
Considere a equação abaixo: 
 
2NO(g) + 2H2(g) → N2(g) + 2H2O(g) 
 
Os dados experimentais a seguir referem-se a esta reação: 
 
Escreva a expressão da velocidade para esta reação.O que acontecerá com a velocidade da reação se dobrarmos a concentração de 
cada reagente? 
Influência da concentração na velocidade das reações 
Determinação experimental da lei da velocidade