Cinetica_Quimica_Aula_1

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CINÉTICA QUÍMICA
CINÉTICA QUÍMICA
Profa. Claudia Braga
Homepage: www.quimica.ufpb.br/monitoria
A investigação de uma reação química envolve dois aspectos fundamentais: 
���� Quantificação da(s) energia(s) envolvida(s) na reação
⇓⇓⇓⇓
TERMODINÂMICA
Parâmetro: TEMPO É IRRELEVANTE
CINÉTICA QUÍMICA
���� Determinação da velocidade de reação 
CINÉTICA
⇓⇓⇓⇓
Parâmetro: TEMPO É IRRELEVANTE
Parâmetro: TEMPO É FUNDAMENTAL
H2 (g) + ½ O2 (g) H2O (g) 
CINÉTICA QUÍMICA
� A Termodinâmica afirma que essa reação é espontânea, ou seja, apresenta
energia livre negativa, ∆∆∆∆G<0;
� Entretanto, essa reação leva anos para ocorrer.
���� POR EXEMPLO, A CINÉTICA COMPROVA QUE, NA PRESENÇA DE UM
CATALISADOR ESTA REAÇÃO OCORRE INSTANTANEAMENTE.
CINÉTICA QUÍMICA
� Uma reação química pode ser lenta, se os produtos são formados em um
longo intervalo de tempo, como ocorre na corrosão ou no apodrecimento de
material orgânico, por exemplo.
CINÉTICA QUÍMICA
� Sabemos que uma reação química é rápida se os produtos são formados
rapidamente, ou seja, se ocorrem em um curto intervalo de tempo, como
acontece , por exemplo, em uma reação de precipitação ou em uma explosão.
Chiclete: 5 anos
APLICAÇÕES: IMPACTO AMBIENTAL
CINÉTICA QUÍMICA
PET: mais de 100 anos Filtro de Cigarro: 5 anos
Chiclete: 5 anos
Plásticos: até 450 anos
Cerâmica: Indeterminado
Vidro: Indeterminado
TEMPO DE DECOMPOSIÇÃO DOS MATERIAIS 
MATERIAL TEMPO DE DEGRADAÇÃO
Cerâmica Indeterminado
Alumínio 200 a 500 anos
Chiclete 5 anos
Embalagens PET
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Embalagens PET
(Polietileno Tereftalato) Mais de 100 anos
Filtros de Cigarro 5 anos
Isopor Indeterminado
Papel e Papelão Cerca de 6 meses
Plásticos (embalagens) Até 450 anos
Vidros Indeterminado
APLICAÇÕES: MEDICAMENTOS
Farmacocinética
A bula que acompanha um medicamento traz informações sobre:
a. o tempo de ação da droga no organismo; 
b. o tempo de eliminação da droga pelo organismo;
c. a meia-vida do medicamento.
CINÉTICA QUÍMICA
Exjade™ (deferasirox)
• No caso de portadores de anemias crônicas, as transfusões de sangue
freqüentes e as agulhadas diárias já são uma rotina nas suas vidas;
• as transfusões constantes provocam SOBRECARGA DE FERRO no
organismo, complicando ainda mais a vida desses pacientes;
•mas o prognóstico dessas doenças pode melhorar consideravelmente
quando a retirada de ferro do organismo é feita periodicamente com
deferasirox (Exjade);
• Se não for tratado, o excesso de ferro pode acarretar danos ao fígado,
coração, glândulas endócrinas e outros órgãos, podendo levar a morte.Meia-vida longa
Tabela 1. Propriedades químicas, farmacocinética e principais Mecanismos de ação de
alguns inibidores de VEGF (Fator de Crescimento Vascular Endotelial) – que causam a
cegueira em idosos. (Quanto maior VEGF , maior a probabilidade de cegueira em idosos)
Cegueira em idosos acima de 60 anos →→→→ os medicamentos da Tabela 1 atuam na
inibição de VEGF (Fator de Crescimento Vascular Endotelial).
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FDA : Food and Drug Administration (orgão governamental americano que faz o controle dos 
alimentos e das drogas)
APLICAÇÕES: DESINTEGRAÇÕES RADIOATIVAS
Radioatividade: é a emissão espontânea de partículas e/ou radiação de núcleos
instáveis
Cinética das desintegrações radioativas
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Núcleo: prótons e neutrons
3 quarks: 2 up + 1 down 3 quarks: 2 down + 1 up
226 Ra 88 ===> 
222 Rn 86 + 
4 He 2 (alfa, αααα)
5% da velocidade da luz no vácuo
elétrons
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60 Co 27 ===> 
60 Ni 28 + e-1 (beta, ββββ)
95% da velocidade da luz no vácuo
∼∼∼∼ a velocidade da luz no vácuo
Emissão de fótons ===> (gama, γγγγ)
elétrons
pósitrons
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� Up (para cima) – É o mais leve dos quarks. Cada próton possui dois up em seu
interior. Cada nêutron, um.
� Down (para baixo) – Faz dupla com o up na constituição da matéria. Cada
próton tem um down e cada nêutron, dois.
Parênteses importante, continuação:
Carga do quark “up” = +2/3 e
Carga do quark “down” = -1/3 e
Quarks do proton
Carga do quark “down” = -1/3 e
Quarks do neutron
1)
3
1(1) +=−+=+=∑ 3
2( 2 downcarga upcarga 2próton docarga 
Zero
3
1(- 2 upcarga downcarga 2neutron docarga =++=+=∑ )3
2(1)
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1ª Avaliação: Façam uma pesquisa na internet e encontrem um artigo que
contextualize a Cinética Química em nosso cotidiano.
1.Prepare um seminário enfocando o problema e o emprego da Cinética
Química para resolvê-lo.
Apresentação dos Seminários 24/08 e 26/08, definida a ordem por sorteio
no dia 24/08.
Fontes de Consulta:
1. Química Nova
2. Química Nova na Escola
3. Journal of Chemical Education
4. Revista Brasileira de Ensino de Química
PROGRAMA:
� Definição dos termos cinéticos;
� Efeito da concentração sobre a velocidade da reação;
� Leis de velocidade e sua determinação empírica;
� Métodos para determinação da lei de velocidade:
a. Método do isolamento;
b. Método das velocidades iniciais;
c. Método diferencial;
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c. Método diferencial;
d. Método de integração.
� Meia-vida de uma reação;
� Reações nas vizinhanças do equilíbrio;
� Mecanismos de reação:
a. Molecularidade e ordem de reação;
b. Etapa determinante da velocidade de uma reação;
c. Mecanismo de Michaellis-Menten.
2a AVALIAÇÃO
PROGRAMA:
� Efeito da temperatura sobre a velocidade de reação:
a. A equação de Arrhenius e a determinação experimental dos parâmetros de
Arrhenius: fator pré-exponencial e Energia de ativação);
• Teoria das colisões;
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• Teoria das colisões;
• Teoria do complexo ativado;
• Coordenada de reação;
• Estado de transição;
• Complexo ativado
3a AVALIAÇÃO
PROGRAMA:
� Catálise; 
� Princípios básicos da catálise;
� Tipos e propriedades dos catalisadores;
� Fenômenos envolvidos na catálise:
a. Difusão;
b. Adsorção (Adsorção física e Adsorção química);
c. Desorção.
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c. Desorção.
� Catálise homogênea;
� Catálise heterogênea;
� Catálise enzimática;
� Mecanismo geral da catálise;
� Energia de ativação para reações catalisadas;
4a AVALIAÇÃO
PROGRAMA:
� Fotoquímica;
� Processos fotoquímicos;
� Rendimento quântico;
� Diagrama de Jablonski:
a. Fluorescência;
b. Fosforescência;
c. Cruzamento inter-sistemas.
� Reações fotoquímicas.
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5a AVALIAÇÃO
BIBLIOGRAFIA:
1) Atkins P. e De Paula, J, “Físico-Química”, Vol 3, Editora LTC, 7a ed., (2004).
2) Atkins P., “Físico-Química: Fundamentos”, Editora LTC, 3a ed., (2003).
3) Moore W. J., “Físico-Química”, Vols. 1 e 2, Editora Edgard Blucher, 4a ed., (2000).
4) Barrow, G. M., “Physical Chemistry”, 6a Ed., McGraw-Hill, N.Y., 1996.
5) Laidler K. J., “Chemical Kinetics”, Harper Collins Publishers, 3a ed., (1987). 
Agradecimentos: Prof. Regiane Maritan por ter cedido os slides dessa disciplina.