CINETICA

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

Cinética Química
Profa: Rita de Cássia Alves Leal Cruz
Disciplina: Físico Química
UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
1
Cinética Química e o dia-a-dia
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
Corrosão de metais por ferrugem.
Refrigeração 
Este estudo é importante para o nosso dia-a-dia pois explica alguns fenômenos que convivemos.
Cozimento
2
1. Quanto ao número de fases
Monofásico ou homogêneo: reações monofásicas ou homogêneas, cujo número de fases é igual a 1, isto é, todos os reagentes e produtos estão no mesmo estado (gasoso, líquido ou sólido); 
Polifásico ou heterogêneo: reações polifásicas ou heterogêneas, cujo número de fases é superior a 1.
Classificação das reações cinéticas
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
3
2. Quanto a forma que é realizada a reação
Termicamente: , a reação ocorre somente por efeito da temperatura.
cataliticamente: a reação ocorre preponderantemente pelo efeito de uma substância que não é consumida durante a reação.
Classificação das reações cinéticas
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
4
3. Quanto a seletividade 
Reações simples ou seletivas : são definidas quando os materiais envolvidos no sistema reagem de uma só maneira; 
Reações múltiplas : são definidas quando os materais envolvidos no sistema podem reagir de diferentes maneira, e também as reações podem ocorrer em paralelo ou em série.
Classificação das reações cinéticas
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
5
4. Quanto ao grau de conversão dos reagentes 
reações irreversíveis : são definidas quando o reagente se converte totalmente em produtos, quando as condições são favoráveis. Ex: 2H2(g) + O2(g)  2H2O(g)
reações reversíveis : são definidas quando o reagente não se transforma totalmente em produtos, mesmo a um tempo infinito. 
Classificação das reações cinéticas
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
6
5. Quanto ao mecanismo
Elementares : ocorrem numa só etapa.
H2 + I2  2 HI
Complexas : ocorrem em duas ou mais etapas.
2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g)
1a etapa (rápida) : 2 NO(g)  N2O2(g)
2a etapa (lenta) : N2O2(g) + O2(g)  2 NO2(g)
reação global : 2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g)
Classificação das reações cinéticas
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
7
Em geral, a velocidade de uma reação é determinada:
Superfície de contato (SC)
Quanto maior a SC  Maior o número de choques  Maior velocidade.
Pelas concentrações dos reagentes
Quanto maior a concentração dos reagentes  maior número de choques  Maior velocidade.
Pela temperatura (T)
Quanto maior a temperatura  Maior a agitação  Maior o número de choques  Maior velocidade.
Catalisador
Aumenta a velocidade das reações, diminuindo a energia de ativação.
Fatores que alteram a velocidade das reações químicas 
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
8
Cinética Química
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
9
9
A velocidade de uma reação química pode ser definida como a variação no grau de avanço da reação por unidade de volume e tempo:
O grau de avanço, caracteriza a medida ou o grau que uma determinada reação ocorre.
10
V = volume do sistema; 
= grau de avanço da reação; 
t = tempo.
ni = número de mols;
Ν = coeficiente estequiométrico da espécie “i”. 
Velocidade de Reação
Para sistemas onde o volume é constante podemos utilizar a seguinte expressão:
Assim podemos substituir:
Como , teremos:
11
Velocidade de Reação
Portanto, podemos definir a velocidade de uma reação como a variação da concentração de uma substância do sistema reacional por unidade de tempo, relativo ao número estequiométrico da substância, na equação química balanceada. 
A lei de velocidade é uma expressão que relaciona a velocidade da reação, a constante de velocidade, k, e as concentrações dos reagentes.
Para uma reação do tipo:
aA + bB  cC + dD, teremos:
V=k[A]n[B]m
n e m são expoentes que indicam a ordem da reação.
Leis de Velocidade
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
12
E como determinar
 n e m? 
Leis de Velocidade
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
 O exercício te dará condições de chegar até essa informação...
13
Leis de Velocidade
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
 Nesse caso a lei de velocidade será expressa pela etapa mais lenta...
14
Fique Atento!!
Nas reações elementares, os expoentes x e y são iguais aos coeficientes estequiométricos (a e b):
Em reações com mais de uma etapa (com mecanismo), sempre haverá uma etapa lenta e ela determinará a Lei de Velocidade:
Os expoentes x e y serão iguais aos coeficientes estequiométricos dos reagentes na etapa lenta.
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
15
Determinação experimental
2A + 3B  2C
Utiliza dados obtidos em laboratório para determinar os expoentes das concentrações.
Para [A], temos:			Para [B], temos:
2x = 2  x =1			2x =4  x =2
Logo, temos que:
			v = k.[A]1.[B]2
Leis de Velocidade
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
 Nesse caso o exercícios fornecerá um quadro...
[A] (mol/L)
[B] (mol/L)
velocidade
0,1
0,1
2.10-3
0,1
0,2
8.10-3
0,2
0,2
16.10-3
2x
2x
2x
4x
16
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
17
Ordem de Reação
Variação da Concentração 
com o Tempo
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
A lei de velocidade nos diz que a velocidade de uma reação varia a certa temperatura à medida que variamos as concentrações dos reagentes.
18
Leis de Velocidade Integradas
Como as leis de velocidades são equações diferenciais, elas te que ser integradas se queremos obter as concentrações em função do tempo.
19
20
Leis de Velocidade Integradas
21
Leis de Velocidade Integradas
Meia Vida
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
Tempo de meia-vida (t1/2): é o tempo necessário para que a concentração de uma reagente diminua para metade do seu valor inicial.
22
Meia Vida
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
23
Ou seja, o tempo de meia depende apenas da constante de velocidade e não da concentração.
Meia Vida
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
24
Nesse caso, o tempo de meia vida depende tanto da constante quanto da concentração inicial.
Efeito da Temperatura
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
Aumentado a temperatura, aumenta a energia cinética das moléculas reagentes (grau de agitação das moléculas), o que proporciona um aumento no número de colisões e aumento do número de moléculas com energia igual ou superior à energia de ativação, aumentado a velocidade da reação.
25
Efeito da Temperatura
Para a maioria das reações a velocidade aumenta com um aumento da temperatura
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
26
Para que serve a geladeira?
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
Colocamos alimentos na geladeira para conservá-los. A baixa temperatura da geladeira diminui a velocidade das reações químicas responsáveis por apodrecer alimentos, como carnes e legumes.
27
Isso é explicado porque, quando aumentamos a concentração dos reagentes, a quantidade de partículas por unidade de volume aumenta e o número de choques efetivos entre as moléculas também; consequentemente, a velocidade da reação também aumentará.
Concentração dos Reagentes
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
28
Como afeta a velocidade da reação?
Diminui a Energia de Ativação
Complexo ativado menos energético
Aumentando a velocidade da reação
Catalisador 
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Química – Cinética Química
29
Equação de Arrhenius
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Físico Química – Cinética Química
Observe que “k” aumenta exponencialmente com a Temperatura.
30
Referências
ATKINS, P., PAULA, J. Físico Química, 8 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Físico Química – Cinética Química
31
“A mente que se abre a uma nova idéia jamais voltará ao seu tamanho original”.
Albert Einstein
ritaalvesleal@hotmail.com
Rita de Cássia Alves Leal Cruz – Físico Química – Cinética Química
32