FUNDAMENTOS DA CINÉTICA QUÍMICA

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FUNDAMENTOS DA CINÉTICA QUÍMICA
QUÍMICA BÁSICA II
Reações químicas como sendo um conjunto de fenômenos nos quais duas ou mais substâncias reagem entre si, dando origem a diferentes compostos. Equação química é a representação gráfica de uma reação química, onde os reagentes aparecem no primeiro membro, e os produtos no segundo.
Cinética química é a área da química que estuda a velocidade das reações químicas. Assim como os fatores que influenciam a velocidade destas reações.
 Como por exemplo uma reação de neutralização:
HCl (aq) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + H2O (l)
Ou ainda uma reação de precipitação:
Ag+(aq) + Cl–(aq) → AgCl (s)
Rápida
Lentas
Pode ser uma fermentação (açúcar à álcool): Essa é uma transformação química provocada por uma levedura. Um processo enzimático.
As reações podem ocorrer num sistema homogêneo ou heterogêneo. Em muitos casos as reações homogêneas são mais rápidas, devido ao melhor estado de contato entre os reagentes.
Considere uma reação genérica, isto é, um único reagente (A) se transforma em um único produto (B). 
 1.Início da reação, a quantidade de reagente é máxima;
2. O produto, inicialmente tem uma concentração de zero
3. Concentração do produto passa a aumentar gradativamente com o decorrer do tempo, até que, no final da reação, torna-se máxima:
Fatores que Afetam a Velocidade das Reações Químicas
1. Natureza química dos reagentes: a velocidade da reação química depende de características intrínsecas de seus reagentes, acarretando assim uma ampla faixa de velocidades. Cada reação química é caracterizada por uma constante cinética (k), a qual depende da temperatura.
2. Superfície de contato: em solução ou em fase gasosa, as partículas reagentes são capazes de se misturar completamente e colidir entre si facilmente (reação homogênea).
3. Concentração dos reagentes: as velocidades das reações homogêneas e heterogêneas são afetadas pelas concentrações dos reagentes. Na maioria das vezes, a velocidade aumenta quando a concentração dos reagentes aumenta (ou pressão, no caso de reagentes gasosos).
4. Temperatura: em geral a velocidade das reações aumenta com o aumento da temperatura.
5. Pressão: Ocorre em sistema gasoso. O aumento da pressão causa uma diminuição do volume ocupado, aumentando o número de choques entre os reagentes, que aumentam sua velocidade.
6. Os catalisadores são substâncias que aumentam a velocidade com que um produto é formado por diminuir a energia de ativação da reação
 No nosso organismo, para que possamos aproveitar
os nutrientes (carboidratos, proteínas e gorduras)
presentes nos alimentos que ingerimos, precisamos da
ajuda de catalisadores biológicos, chamados de enzimas.
O gás oxigênio, por exemplo, pode ser obtido pela reação de decomposição da água oxigenada (H2 O2 ). Essa reação é lenta, no entanto, a adição de dióxido de manganês (MnO2 ), como catalisador, permite que ela se processe com maior rapidez. 
 2 H2 O2(ℓ) 2 H2 O (ℓ) + O2(g)
EXEMPLO
Catalisadores e controle da poluição
A queima de combustíveis nos veículos automotivos lança na atmosfera materiais indesejáveis, o que poderia aumentar os níveis de poluição de forma proporcional ao número de veículos nas ruas.
Um dos produtos dessa queima é o CO, um gás incolor, sem cheiro nem gosto, e que não irrita os olhos.
Mas seus efeitos sobre a saúde são muito sérios, pois a hemoglobina tem afinidade muito grande pelo CO (duzentos e dez vezes maior que pelo oxigênio). A hemoglobina combinada com o CO (forma o que chamamos de carboxiemoglobina) impede que o processo de respiração ocorra de forma perfeita, pois ela fica saturada desse gás e, por isso, não leva para as células o oxigênio de que elas necessitam.
Hemoglobina Proteína presente em grandes quantidades dentro das células vermelhas do sangue (hemácias). Ela é a grande responsável pelo transporte do oxigênio que respiramos para todos os tecidos do corpo, já que sua estrutura tem grande afinidade por esta molécula. O CO pode causar tonturas, vertigens e até morte. Quando alguém fica com o automóvel em funcionamento em uma garagem sem ventilação, pode morrer por asfixia depois de inalar por algum tempo os gases expelidos pelo escapamento. O CO é, sem dúvida, um dos poluentes mais perigosos do ar da cidade, e ele sai em grandes quantidades dos veículos movidos à gasolina.
 Uma forma de reduzir a emissão de CO pelos veículos com motor de combustão é o uso de catalisadores que ficam nos chamados conversores catalíticos e têm a função de acelerar a oxidação dos gases emitidos após a combustão. É no conversor catalítico que o CO é transformado em CO2 .
 CO(g) + O2(g) → CO2(g
Velocidade média de uma reação é a razão entre a variação do número de moles de um participante e o intervalo de tempo gasto nessa variação
Vm = lΔQl / Δt
Onde: 
Vm = velocidade da reação em relação ao reagente A ou B ou ao produto C ou D. 
lΔQl = módulo da variação da quantidade de um reagente ou de um produto 
Δ t = intervalo de tempo
	Obs.: Q pode ser dado em nr de mols, massa, volume e etc.
Cálculos da velocidade em uma reação química, vamos utilizar como base a equação que representa a reação de formação da amônia.
 1 N2 + 3 H2 → 2 NH3
Nessa reação, o N2 e o H2 são reagentes, enquanto o NH3 é o produto. 
Para o N2
→ A concentração varia de:
Δ[ ] = |0,1 – 0,2|
Δ[ ] = 0,1 mol/L
→ O tempo varia de:
Δt = 2 – 0
Δt = 2 min
→ A velocidade de consumo de N2 será, então:
v = |Δ[ ]|
 Δt
v = 0,1 v = 0,05 mol.L-1.min-1
 
 2
Para o H2
→ A concentração varia de:
Δ[ ] = |0,3 – 0,6|
Δ[ ] = 0,3 mol/L
→ O tempo varia de:
Δt = 2 – 0
Δt = 2 min
→ A velocidade de consumo de N2 será, então:
v = |Δ[ ]|
 Δt
v = 0,3/ 2
v = 0,15 mol.L-1.min-1
A velocidade de formação de NH3 será, então:
v = |Δ[ ]|
 Δt
v = 0,2
 2
v = 0,1 mol.L-1.min-1
-BRADY, James. Química: a matéria e suas transformações. Rio de Janeiro, LTC, 2002. ƒ
-EMSLEY, John. Moléculas em exposição. São Paulo, Edgard Blücher, 2001.
FELTRE, Ricardo. Química volume 2 – Química Geral. São Paulo, Editora Moderna, 2009. ƒ
MASTERTON; SLOWINSKI; STANITSKI. Princípios da Química. Rio de Janeiro, Guanabara-Koogan, 1985.
Referências