Cinética Química

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Velocidade de um evento = Variação ( Δ )
 intervalo de tempo
Cinética Química
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Cinética Química
Velocidades de Reações
A  B
ΔV = - Δ[Reagente]/ Δt
ΔV = Δ[Produto]/ Δt
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Estabilidade de drogas
Determinar o intervalo de tempo durante o qual a droga permanece potencialmente ativa.
Cinética do processo de decomposição – tempo de estocagem (validade)
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Cinética Química
Ex.: Considerando as medidas de concentração com o tempo resumidas na tabela abaixo, calcule:
a) a velocidade média de desaparecimento de A durante o intervalo de tempo de 20 a 40s.
b) a velocidade média de aparecimento de B durante o intervalo de tempo de 0 a 40s.
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A  B
ΔV = - Δ[Reagente]/ Δt
ΔV = Δ[Produto]/ Δt
Como a reação A  B é de 1:1, temos:
Velocidades de Reações
Cinética Química
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Velocidades de Reações
Para a reação geral: aA + bB  cC + dD
Ex.: A decomposição de N2O5 ocorre de acordo com a seguinte equação:
2N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g)
Se a velocidade de decomposição de N2O5 em determinado instante no recipiente de reação é 4,2 x 10-7 mol.L-1s-1, qual é a velocidade de aparecimento de:
a) NO2
b) O2
Cinética Química
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Variação da velocidade com o tempo
Para a reação
C4H9Cl(aq) + H2O(l)  C4H9OH(aq) + HCl(aq)
Cinética Química
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Cinética Química
Variação da velocidade com o tempo
Para a reação
C4H9Cl(aq) + H2O(l)  C4H9OH(aq) + HCl(aq)
Velocidade Instantânea
A velocidade instantânea quando t = 0 é a velocidade inicial da reação
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Cinética Química
Concentração e Velocidade
NH4+(aq) + NO2- (aq)  N2(g) +2H2O(l)
V = k[NH4+][NO2-]
Lei de Velocidade
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Cinética Química
Concentração e Velocidade
V = k[NH4+][NO2-]
Determine o valor da constante de velocidade para o experimento tabelado acima.
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Cinética Química
Concentração e Velocidade
aA + bB  cC + dD
V = k[A]m[B]n
Expoentes na lei de velocidade
Velocidade = k[reagente 1]m[reagente 2]n.....
Obs.: m e n não são os coeficientes da equação balanceada
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Cinética Química
Expoentes na lei de velocidade
NH4+(aq) + NO2 (aq)  N2(g) +2H2O(l)
V = k[NH4+][NO2]
A velocidade é de primeira ordem em NH4+ e em NO2
A ordem total da reação é 2, a reação é de segunda ordem
Qual o significado dos expoentes em cada lei de velocidade
a) V = k[A] b) V = k[A]2
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Cinética Química
Expoentes na lei de velocidade
Ex.: Considere a reação A + B  C para a qual a velocidade = k[A][B]2. Cada umas das seguintes caixas representa uma mistura de reação na qual A é mostrado como esferas vermelhas e B como esferas azuis. Coloque essas misturas em ordem crescente de velocidade de reação.
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Cinética Química
Expoentes na lei de velocidade
Ex.: A velocidade inicial de uma reação A + B  C foi medida para várias concentrações iniciais diferentes de A e B, e os resultados são como seguem:
Usando esses dados, determine:
A lei da velocidade para a reação
A magnitude da constante de reação
A velocidade de reação quando [A] = 0,005 mol/L e [B] = 0,1 mol/L
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Cinética Química
Fatores que afetam as velocidades das reações
 Estado Físico dos reagentes
 A concentração dos reagentes
 A temperatura
 Catalisador
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Cinética Química
Variação da Concentração com o tempo
Reações de Primeira Ordem
A  B
Velocidade= - Δ[A]/ Δt 
Velocidade = k[A]
Integrando,
ln[A]t – ln[A]0 = -kt
Rearranjando,
ln[A]t = - kt + ln[A]0
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Cinética Química
Ex.: A constante de velocidade de primeira ordem para a decomposição de determinado inseticida em água a 12 °C é 1,45 ano-1. certa quantidade desse inseticida é carregada pela água para um lago em 1º de junho, levando a uma concentração de 5,0x10-7 g/cm3 em água.
Qual será a concentração de inseticida em 1º de junho do ano seguinte?
 Quanto tempo levará para a concentração do inseticida cair para 3,0x10-7g/cm3.
Variação da Concentração com o tempo
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Variação da Concentração com o tempo
Reações de Segunda Ordem
Cinética Química
A  B
Velocidade= - Δ[A]/ Δt 
Velocidade = k[A]2
Integrando,
1/[A]t – 1/[A]0 = kt
Rearranjando,
1/[A]t = kt + 1/[A]0
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Ex.: Considere a decomposição do ácido acetilsalicílico como sendo de segunda ordem, com k=0,543 mol-1Ls-1. Se a concentração inicial do ácido em um recipiente fechado for 0,05 mol/L, qual é a concentração que sobra após 0,5 horas?
Cinética Química
Variação da Concentração com o tempo
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Variação da Concentração com o tempo
Meia-vida
Cinética Química
Tempo necessário para que [A]t1/2 = ½[A]0
Para uma reação de primeira ordem: t1/2 = 0,693/k
Para uma reação de segunda ordem: t1/2 = 1/k[A]0
Ex.: Sabendo que o paracetamol é biodegradado através de uma reação de primeira ordem. Determine o seu tempo de meia vida sabendo que k = 0,33 min-1
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Variação da Concentração com o tempo
Meia-vida
Cinética Química
Ex.: O tempo de meia vida do paracetamol no leite materno é de 3 horas. Cada comprimido possui 750mg de paracetamol, qual o valor da constante de velocidade em uma biotransformação de segunda ordem?
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Cinética Química
Temperatura e Velocidade
Modelo de Colisão
Orientação
Temperatura
Concentração
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Cinética Química
Energia de Ativação
Estado de Transição ou Complexo ativado
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Cinética Química
Catálise
Catálise Homogênea
2H2O2(aq)  2H2O(l) + O2(g)
 2Br-(aq) + 2H2O2(aq)  2H2O(l) + O2(g) + Br2(aq)
Reação não-catalisada
Reação catalisada
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Catálise Heterogênea
Cinética Química
Catálise
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Enzimas
Cinética Química
Catálise
Sítio Ativo
Substrato
Ref.: Princípios Físico-Químicos em Farmácia
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