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@PROFDANIGUIMAS CINÉTICA QUÍMICA Olhando as reações químicas em nossa volta: • Podemos observar que algumas reações químicas acontecem com mais rapidez e outras mais lentamente. • Umas demoram horas, dias, anos. Outras levam uma fração de segundo para ocorrer. As reações químicas ocorrem em velocidades diferentes. A CINÉTICA QUÍMICA é uma área da Química que estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que alteram esta velocidade. - ácido e uma base é uma reação instantânea; - formação da ferrugem, que leva anos para se formar; - dissolução de uma pastilha efervescente, que leva alguns segundos; - decaimento radioativo, que leva muitas vezes bilhões de anos; - queima de uma vela, que leva algumas horas; - queima de um palito de fósforo, que leva alguns segundos; - formação das rochas, que leva alguns milhões de anos. @PROFDANIGUIMAS VELOCIDADE DA REAÇÃO A velocidade média de uma reação química pode ser dada através da razão da variação de concentração pelo tempo de reação. Vm = velocidade média (mol/L/s) variação de quantidade de substâncias (mol/L) (FINAL – INICIAL) variação de tempo (s, min) módulo (resultado tem que ser positivo, a velocidade tem que ser positiva) A quantidade da substância pode ser expressa em: 𝑉𝑚 = ∆𝑚 ∆𝑇 𝑉𝑚 = ∆𝑛 ∆𝑇 𝑉𝑚 = ∆[ ] ∆𝑇 𝑉𝑚 = ∆𝑣 ∆𝑇 Massa Quant. substância Conc. molar Volume @PROFDANIGUIMAS VELOCIDADE MÉDIA A velocidade média de uma reação química pode também estar relacionada com a reação de desaparecimento e com a reação de aparecimento, desta forma: As unidades podem ser: @PROFDANIGUIMAS TEORIA DE COLISÕES • Os átomos das moléculas dos reagentes estão sempre em movimento, gerando muitas colisões (choques). Parte destas colisões aumentam a velocidade da reação química. • Quanto mais choques com energia e geometria adequada houver, maior a velocidade da reação. Há dois tipos de colisões: - horizontal – colisão mais lenta - vertical – colisão mais rápida, colisão efetiva @PROFDANIGUIMAS ENERGIA DE ATIVAÇÃO • É a energia mínima que os reagentes precisam para que inicie a reação química. Esta energia mínima é necessária para a formação do complexo ativado. • Quanto maior a energia de ativação, mais lenta é a reação, porque aumenta a dificuldade para que o processo ocorra. Quanto menor a energia de ativação, menor a “barreira” de energia, mais colisões efetivas e portanto uma reação mais rápida. COMPLEXO ATIVADO: • Estrutura intermediária, onde os reagentes formam os produtos. • Ligações entre os reagentes enfraquece e as ligações entre os produtos são geradas. @PROFDANIGUIMAS GRÁFICOS DE ENERGIA DE ATIVAÇÃO • A energia de ativação varia de acordo com o tipo de reação química. Nas reações endotérmicas ela é maior do que nas exotérmicas. • Onde: ENDOTÉRMICO EXOTÉRMICO COMPLEXO ATIVADO: • Estrutura intermediária, onde os reagentes formam os produtos. • Ligações entre os reagentes enfraquece e as ligações entre os produtos são geradas. @PROFDANIGUIMAS RESUMÃO DA TXIA DANI a A + b B c C + d D REAGENTES PRODUTOS REAÇÃO GLOBAL: Variação da ENERGIA da reação (PRODUTOS E REAGENTES) Meio termo entre reagentes e produtos QUANTIDADE DE ENERGIA para a formação dos produtos (COMPLEXO ATIVADO E REAGENTES) GRÁFICO PERDENDO EXO GANHANDO ENDO @PROFDANIGUIMAS FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO TEMPERATURA LUZ CATALISADORES SUPERFÍCIE DE CONTATO CONCENTRAÇÃO DE REAGENTE PRESSÃO ELETRICIDADE @PROFDANIGUIMAS TEMPERATURA • A temperatura está ligada à agitação das moléculas. Quanto mais calor, mais agitadas ficam as moléculas. • Se aumenta a temperatura, aumenta a energia cinética das moléculas (movimento). • Por este motivo, aumentamos a chama do fogão para cozinhar e utilizamos a geladeira para evitar a deterioração dos alimentos. ↑ TEMPERATURA ↑ COLISÕES ↑ VELOCIDADE DA REAÇÃO @PROFDANIGUIMAS SUPERFÍCIE DE CONTATO • A área de contato entre os reagentes também interfere na velocidade das reações químicas. • Quanto maior a superfície de contato, maior o número de moléculas reagindo, maior o número de colisões eficazes e, portanto, aumenta a velocidade da reação. • Uma substância em pó reage mais rápido do que uma substância inteira porque possui maior superfície de contato. ↑ SUPERFÍCIE DE CONTATO ↑ VELOCIDADE DA REAÇÃO EXEMPLOS: - a carne é digerida mais facilmente quando mastigada do que inteira; - gravetos queimam mais rápido do que um pedaço de madeira de mesma massa; - palha de aço queima mais rápido do que um pedaço de ferro de mesma massa. @PROFDANIGUIMAS PRESSÃO • Pressão é a razão entre força e área, ou seja, fazer força sobre uma determinada área. • Com o aumento da pressão em um recipiente, diminui o volume e, desta forma, aumenta a concentração dos reagentes. • As moléculas se chocam mais, aumentando o número de colísões e, portanto, aumenta a velocidade da reação. ↑ PRESSÃO ↓ VOLUME ↑ VELOCIDADE DA REAÇÃO @PROFDANIGUIMAS CONCENTRAÇÃO DE REAGENTES • Concentração está relacionada à quantidade de soluto e de solvente de uma substância. • Se aumenta a concentração de reagentes, aumenta o número de moléculas dos reagentes, aumentando o número de colísões e aumentando também a velocidade da reação. EXEMPLO: Quando se aumenta a concentração de oxigênio numa queima, a combustão acontece mais rápido. ↑ CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES ↑ N. DE MOLÉCULAS ↑ COLISÕES ↑ VELOCIDADE @PROFDANIGUIMAS ELETRECIDADE • A ação da eletricidade faz com que uma reação possa ser acelerada, por corrente elétrica nos reagentes da reação. EXEMPLO: Processo de combustão em automóveis causado pela faísca elétrica da vela. PRESENÇA DE ELETRICIDADE ↑ VELOCIDADE DA REAÇÃO @PROFDANIGUIMAS LUZ • Algumas reações químicas ocorrem com maior velocidade quando estão na presença de luz. • A luz influencia na velocidade das reações porque é uma energia em forma de onda eletromagnética que ajuda a quebrar a barreira da energia de ativação. EXEMPLO: A água oxigenada, por exemplo, se decompõe mais facilmente quando está exposta à luz, por isso devemos deixá-la guardada em local escuro. A fotossíntese realizada pelas plantas é um tipo de reação que é influenciada pela presença da luz. Outra reação onde é muito utilizada a luz é a decomposição do AgBr, que dá origem aos filmes fotográficos. PRESENÇA DE LUZ ↑ VELOCIDADE @PROFDANIGUIMAS CATALIZADORES • Catalisador é uma substância química que não participa da reação química. Diminui a energia de ativação e aumenta a velocidade da reação. • O catalisador acelera a reação, mas não altera a composição química dos reagentes e produtos envolvidos. • A quantidade de substância produzida na reação não se altera com o uso de catalisadores. PRESENÇA DO CATALIZADOR NÃO PARTICIPA DA REAÇÃO ↓ ENERGIA DE ATIVAÇÃO ↑ VELOCIDADE DA REAÇÃO @PROFDANIGUIMAS INIBIDORES • São substâncias, que ao contrário dos catalisadores, aumentam a energia de ativação e, como consequência, diminuem a velocidade da reação química. • O inibidor pode ser chamado também de veneno de catalisador ou anticatalisador. Antigamente, era chamado de catalisador negativo. PRESENÇA DO INIBIDOR ↑ ENERGIA DE ATIVAÇÃO ↓ VELOCIDADE DA REAÇÃO
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