Buscar

Cinética_IQG_120_Fernanda

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 54 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 54 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 54 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Prévia do material em texto

1
���������	
�����
Professora Fernanda Arruda Nogueira
E-mail: fnogueira@iq.ufrj.br; fernanda.alunos@gmail.com
���������	��
�����	�
�
��
��
�	����
��������
��
������	
���	��	����
��
������	
���	�
�
��
������	
������	
���	�
��
� ������
2
 ��!���	
������	
����������	
������������ ���
�������������������������������������
�
�����������������
�������������
���������������������������
3
 ��!���	
������	
��� ��������� 	
������ �������� ������������� ���� ���� ����
��������������������������������������!��������
��������
���������
�������
������"�����
�����������������
4
 ��!���	
������	
#������������������
���"�
������ �����������������������$
% ���
��&�������� �����������
���'
% ������������ ������� �����'
% (�������
�����
���������� ������'
% )���������� �� ����'
% ������������
5
Velocidade de Reação:
A � B
�
 ���*→ �� ���+
 ��!���	
������	
� ,������������-�����
,������� �������������� ������� ��������
����������� ���������
������������
6
A B
Tempo
Velocidade = −−−−
∆∆∆∆[A]
∆∆∆∆t
∆∆∆∆[B]
∆∆∆∆tVelocidade = 
7
 ��!���	
������	
� ,������������-�����
�������������������
� ��������������� .�./������01�2
3.�!3.��	
����������������
������������������������ ���045�	
���������������� ���������
�45
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
8
 ��!���	
������	
� ,������������-�����
�������������������
� ��������������� .�./������01�2
3.�!3.��	
����������������
������������������������ ���045�	
���������������� ���������
�45
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
,������������+�������������� 04�
,������������#������� �01�
Vel = - [H2]
dt
1
3
Vel = [NH3] = 1/2x1,15 mmol.L-1.h-1
dt
1
2
9
 ��!���	
������	
� 2������,������������-����� ��6���� ���-�����
2������,��������� � ������������������� ��������� ��������
���������� �������������� ������� �������7������� ��������
����
������������������������������������ ��������������
������������
���� �������������� ������ �����
10
 ��!���	
������	
� 2������,������������-����� ��6���� ���-�����
,�α 8
9 ������������������������������������ 
�����������3��$
,�:�;�8
9" ����'
;�:����������������������������������
�� :� ������ ��� ������� �
�� �< ����� ���� ������������
�����������������
BA→
11
	# $
%& � $
��
'
(
) *#+"*&+,
�#
������ � �������� � �� "
���� ������ ����
=
�
��������� �������� > ���"
���������� �����*=
�
������������������������ ������?��@�>A=
� 
������ ���
������������� ���� ���������������������
��
���"��������������
����������=
F2(g) + 2ClO2(g) 2FClO2(g)
V = k [F2][ClO2]
1
FONTE: Chang, R. Química Geral, Trad. Rebelo, M.J.F., 
et.all., 4ed. São Paulo: McGrawn-Hill, 2006. 778p.
 ��!���	
������	
� 2������,������������-����� ��6���� ���-�����
12
 ��!���	
������	
� 2������,�����������6���� ���-�����
)��
,�:�;��8*�61
39�@�8*�39�@�80@94
�������� ����
������������3���������������������
����$
6����� ������:�.�@�.�@�4�:�BC �����D
D������ ������������'� ���� ����
�� �
���
��� �������� ���� ��
�����
�������������������
BrO3-(aq) + 5 Br-(aq) + 6H+ (aq) 3 Br2(g) + 3H2O (aq)
13
 ��!���	
������	
� 2������,�����������6���� ���-�����
% E�������� � �������� &������� 
����� ������������������� ��
������������ ���
������ ������� ����
&���!
� �"����'
)�$�+����������� ������ ��F��� �������� �������� ?G���H��
 A
% E�� ������ � ����������� ����� ������ ��������� ��
��������������������������������'
)�$�+����������� ���������"��"���?G01A��� G���04
14
 ��!���	
������	
� 2������,�����������6���� ���-�����
% E�������� � ����� 
�������� ������ ���������?�
������A���
���������������������������
���
��������
�����B���
)���-����� ��������������� ����6*�4 �� �6���*�4
15
 ��!���	
������	
� 2������,�����������6���� ���-�����
%E�������� � �������� � ������ ���������������������������
�����������
���������4���
% -����� �������� "����������
)���-����� ����40B6�?������A��� �0B ?������A����6�?���<����
����������A�I 6���� .�/��7���������������������� ������������
�
������� 4�J
% -����� �������� �� �����
)������������ ���6&F��� ��6�� K�����
� ��������������������
���6&F��� ������������������������ ��6�� K��� � L�/
16
 ��!���	
������	
)�������
�������
���� ��������������������� ��������� �����
�A 2NO(g) + Br2(g) 2 NOBr(g) 273oC
/
B
1
4
.
.LJL�.LL�1L
BJL�.LL�4L
1ML�1LL�.L
4BL�4LL�.L
.4L�.LL�.L
,�N���N2��8*�49LN���N28�69�N���N2
17
 ��!���	
������	
)�������
�������
���� ��������������������� ��������� �����
�A 2NO(g) + Br2(g) 2 NOBr(g) 273oC
/
B
1
4
.
.LJL�.LL�1L
BJL�.LL�4L
1ML�1LL�.L
4BL�4LL�.L
.4L�.LL�.L
,�N���N2��8*�49LN���N28�69�N���N2
�- .-/-0-0-
�- 0- �-
18
 ��!���	
������	
)�������
�������
���� ��������������������� ��������� �����
�A
,�:�;�8�69� 8*�49
>
�5�>5
,�:�;�8�694 8*�49
.
6���� O�����:�1�?4@.A
2NO(g) + Br2(g) 2 NOBr(g) 273oC
19
 ��!���	
������	
)�������
�������
���� ��������������������� ��������� ������
���������� �������� .���������������
�A
/
B
1
4
.
L�L.BL�L4LL�L.L
L�44PL�L4LL�LBL
L�..BL�LBLL�L4L
L�L/PL�L4LL�L4L
L�L4JL�L.LL�L4L
,�N���N2��8649LN���N28�69�N���N2
2NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) 25oC
20
 ��!���	
������	
)�������
�������
���� ��������������������� ��������� �����
�A
1
4
.
B�L�.L3BL�LBLL�L4L
B�L�.L3BL�L.LL�LBL
.�L�.L3BL�L.LL�L4L
,�N���N2��8649LN���N28�69�N���N2
2NO(g) + O2(g) 2 NO2(g) 300oC
21
1�
��	
�	�
 
���2��
% (������������������������������ ����
% G����!�������������� �������������
����������
���������������������
��������������"�����������
������
�
����+������������������
���
������������� �������
�����������
������������������
����������
����
���Q��'
22
1�
��	
�	�
 
���2��
% 
����
������������������� �����������
�����������������������������
��������)�������������� ������ ���������������?)�A���
���Q���� ��
���� ��������������������
����������������Q����"����������"��������
�������
���
23
1�
��	
�	�
 
���2��
� ���������)"������$
% ���������������������������������
���������� ����������
��������
�����"���������
�������7��������������������"�������"��������������
��������������������������
����������'
% 
�������
��������������������������������������������������
����
�!��
����Q���"�����'
% 	
����������������������������������!�������������������� ��
�������
24
1�
��	
�	�
 
���2��
� ���������)"������$�Um número muito reduzido de colisões resulta em reação
DE���������������������!�����������������������"����������������
���=
25
1�
��	
�	�
 
���2��
� )"������������������������-�� �����
% 
�(���������������������&��
������������������
�����������
�����������������R������������������
������������������� 
����
��������������
����������� ������
,�α �R���� �����������N�
7���������������� ������ ����� �
����������
��������R���� ���
������������������������
������
�������� ���������������������
26
1�
��	
�	�
 
���2��
� )"������������������������-�� �����
% 	
�������������������������������� ���������������"���������
�����
��������)������������������������������������������
,�:�;�8-�� ����9
)���
�@�*���������G���
��
,:�;�8
9�8*9
7����������8
9�:�������������4
7����������8*9�:�������������4
27
1�
��	
�	�
 
���2��
� (���������)���������(��������
% E������������"�������<������������������������
������������
����"������
"�������'
% )������
���)���������
����������
�����������������
��������
�
������������
�������������
����
����������F�����'
% 
�)��
��� �����"����������)������������� �!���������3	
43�����	
��
	���	56
7
% 7��
��� �������
���������������� ���� ������������
��������
�����������������
�������
��������)����������������
������������
������
28
1�
��	
�	�
 
���2��
� (���������)���������(��������
)��� �����
������������
��������������������
������
����������'
(����������� ���������������������������
����
)����
"������� )��
"�������
29
1�
��	
�	�
 
���2��
� (���������)���������(��������
Progresso da Reação Progresso da Reação 
E
n
e
r
g
i
a
 
P
o
t
e
n
c
i
a
l
E
n
e
r
g
i
a
 
P
o
t
e
n
c
i
a
l
Complexo
ativado
Complexo
ativado
30
1�
��	
�	�
 
���2��
� (���������)���������(���������I
���������
������
% ������������������������� ������
��� ������ ��� ��"���
����� ��
S�������3��T��
% 
���� ��������������������������
�������������"��������
31
1�
��	
�	�
 
���2��
� (���������)���������(���������I ���������
������
% 6����������������������������
����������!���������S�������
������������T�
H3C N C
C
N
H3C H3C C N
Isomerização da metil
isonitrila para acetonitrila.
32
1�
��	
�	�
 
���2��
� (���������)���������(���������I ���������
������
% 7��
��� �������
���������������� ���� ������������
��������
�����������������
�������
��������)����������������
������������
������
33
1�
��	
�	�
 
���2��
�)"��������(�������
�������������������������������
%������������������
�����
����������������
���?(A�������������
)��� ������������?)�A�
% 	
�������������(����������"��������������
�����
������
���)�
���������������������&������������
34
1�
��	
�	�
 
���2��
� )"��������(�������
�������������������������������
% �������
���������(�������
������
�����������!� 
��
�
����������"���������������
������� �������������� ���
�
"�������������
�������������������������)��
35
1�
��	
�	�
 
���2��
� )"��������(�������
�������������������������������
+������
��������*���&�������U��V���
% +������
��������*���&����
� 
�
���(������������������� ���R�������������
�����
�������
����������
�������������)��
36
1�
��	
�	�
 
���2��
� )"��������(�������
�������������������������������
% +������
��������U��V���
� 
�
���(������������R�������������
�����
������������
�����
�������)����� �������W�������
����� ���
����������
������������
�����
�����
��
����������� ���
�������)��
��	56
�
�	�
�	�
�
�!���	�
�
�
������	
�	�	
�
8���
�
���2��
37
1�
��	
�	�
 
���2��
� U���������)��� ������
�������
% 
�����������)� � ����������)�
��������
��!���
���������
��
��������3����
�$
)
(
#9
�
�3	:�1
 #����;
�� )
(
�� #
� �� �
�3	:�1
6���$
�:�������������������������"���
K���������������'
��:�� ������������� �����������
����
;�:������������������������
)�:����� ��������������
-�:��������������� ������������:�J�1.B�XNY����
38
1�
��	
�	�
 
���2��
� U���������)��� ������
�������
�� )
(
�� #
� �� �
�3	:�1
)������
����������������������������
��������
������!������
�� )
(
�� #
� 3	:�1
,(
%
$
�"
W����������:�� ?�� ;AN� ?.N(A�:�3 )�N-
y = m x + b 
39
1�
��	
�	�
 
���2��
� U���������)��� ������
�������
% G�����
�����������
������"������������������������)����������
������������;�
G����;. ��;4
�� ;. :��� 
�I )�N-(.
�� ;4 :��� 
�I )�N-(4
W 
������$
�� ;. @�)�N-(. :��� ;4 @�)�N-(4
)�N-�:��� ;.N;4 ?.N(4 I .N(.A
3	 (
�
�� )�:)� 4�:1� � �:1�7
40
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
Mecanismo de Reação
� Indica a seqüência detalhada de etapas simples e elementares que levam dos 
reagentes aos produtos!
Etapas Elementares
� Representa a progressão da reação global em nível molecular!
Reação Global
� Representa o início e o final da reação, omitindo as etapas elementares!
Molecularidade
� É o número de moléculas que reagem durante uma etapa elementar!
� Unimolecular – uma molécula
� Bimolecular – duas moléculas
� Trimolecular – três moléculas
41
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
)���4��46�������������4��4�@�64
,����������:�;�8�469��?������������������������A
U�������������������������������$
Etapa 1: N2O N2 + O
Etapa 2: N2O + O N2 + O2
Global: 2 N2O 2 N2 + O2
7��������������
����)�����.�� ��
���������������
�$
,�:�;�8�469
2�����������������:������������
������������������������
42
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
���
����������������������
�������������������� ����������
����
�����������������������������������?;A������������������������
��� ���������
����������
43
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
)���6�����!�������������"����
������
�����"����������������������
��61
3���������������������3�
�������3����
������������������������
���������$
	
���� �������
���������������������5�)�����������
��������
���������������������
�������������5�U�������
����������������
�����������������
��������������� ������
Etapa 1: ClO- (aq) + ClO- (aq) ClO2-(aq) + Cl- (aq)
Etapa 2: ClO2- (aq) + ClO- (aq) ClO3- (aq) + Cl- (aq)
3 ClO- (aq) ClO3- (aq) + 2 Cl- (aq)
44
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
)���4
�@�*��������������@�+
2�����������������������������$�,�:�;�8
94
� G��������
�����������$
% 4C G�������$�4
���������������Z
Z�@�*�����������@�+
7
�������
��Y. [�Y4 '��Y. �����������
+���������$�,�:�;�8
94
2�����������������:��������������������������������������G�����������
��������������
����
k2
k1
45
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
)���4
�@�*��������������@�+
2�����������������������������$�,�:�;�8
94 8*9
� G��������
�����������$
% 1C G�������$�4
���������������Z
Z @�*�����������@�+
7
�������
��Y4 [�Y. '��Y4 �����������
+���������$�,�:�;�8Z9�8*9
�6U6�-)762,)-�)7(
�+W#)-)�\
�)�(-)�
7�,)26�W+
+)75
k1
k2
2�����������������������������������
��
���������������
���������������������
����������=====
46
Etapa Inicial Rápida
2NO(g) + Br2(g) →→→→ 2NOBr(g) V = k[NO]2[Br2]
(experimental)
Etapa 1: NO(g) + Br2(g) NOBr2(g) (rápida)
Etapa 2: NOBr2(g) + NO(g) 2NOBr(g) (lenta)
2NO(g) + Br2(g) 2NOBr(g) (global)
k1
k
-1 k2 V = k2[NOBr2][NO]
1�
��	
�	�
 
���2��
47
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
3 +���3���������������������������==
�����������������������6*�4 �����������������������
�����
�������������5
3��������������������������������������������������
+�����$�,�:�;�8�69�8*�49
W������$�,�:;3. 8�6*�49
'
(
)�*<=&��+*<=+
48
48
V = k2 [NO][Br2][NO] = k[NO]2[Br2]k1k
-1
k
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
3 ��������������
�������������������������$
37
�����
��������������������������===
3 (���������������������������������������
V = k2[NOBr2][NO]
]NO][Br[]NOBr[ 2
1
1
2
−
=
k
k
No equilíbrio da Etapa 1: V1 = V-1
49
1�
��	
�	�
 
���2��
� U�������������-�����
��������4��6�@�64 ��������������� 
���������������$
�6? A�@��6? A�����������������������464 ? A
�464 ? A�@�64? A 4��64 ? A�
U�������
�������������������������������������������������������
,:�Y8�6948649���������������������"��������������������"���
�����5
k1
k2
50
50
Efeito do Catalisador
� Aumenta a velocidade de uma reação sem ser consumido!
� Geralmente, reduz a energia de ativação da reação!
� Homogênea – catalisador e reagentes na mesma fase.
� Heterogênea – catalisador e reagentes em fases diferentes.
Sem catalisador Com catalisador
Progresso da Reação Progresso da Reação
E
n
e
r
g
i
a
 
P
o
t
e
n
c
i
a
l
E
n
e
r
g
i
a
 
P
o
t
e
n
c
i
a
l
FONTE: Chang, R. Química Geral, Trad. Rebelo, M.J.F., et.all., 4ed. São Paulo: McGrawn-Hill, 2006. 778p.
Vcatalisada > Vnão-catalisada Ea < Ea´
1�
��	
�	�
 
���2��
51
� Catalisador
Progresso da Reação
Produtos
Reagentes
Caminho original
Caminho
catalisado
Ea do Caminho
catalisado
E
n
e
r
g
i
a
 
P
o
t
e
n
c
i
a
l
FONTE: Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. 
Matos, R. M.,9ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. 972p.
2H2O2(aq)→→→→ 2H2O(l) + O2(g)
Catalisador
Intermediário
1�
��	
�	�
 
���2��
52
52
� Catálise Heterogênea
Síntese da Amônia – Processo Haber
� Utilizada na fabricação de fertilizantes e explosivos.
FONTE: Chang, R. Química Geral, Trad. Rebelo, M.J.F., et.all., 4ed. São Paulo: McGrawn-Hill, 2006. 778p.
hidrogênio
nitrogênio
amônia
catalisador
dissociação combinação
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Fe/Al2O3/K2O
1�
��	
�	�
 
���2��
53
53
� Catálise Homogênea
Catálise Ácida
V = k[CH3COOC2H5]
CH3−−−−C−−−−O−−−−C2H5(l) + H2O(l)→→→→ CH3−−−−C−−−−OH(aq) + C2H5OH(l)
O O
Em meio ácido (H+(aq))
V = k[CH3COOC2H5][H+]
1�
��	
�	�
 
���2��
54
� Catálise Enzimática
Enzimas
� São catalisadores biológicos!
� Sistema Chave-Fechadura
� Alta especificidade
� Os sítios ativos podem ser bloqueados (Inibidores Enzimáticos)
� 103–107 eventos por segundo
FONTE: Brown, T.L., LeMay, H.E. e Bursten, B.E., Química – Ciência Central, Trad. Matos, R. M.,9ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. 972p.
1�
��	
�	�
 
���2��

Outros materiais