Cinética Química

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ESCOLA REI DOS REIS- BEIRA
Trabalho de Química
Tema: Cinética Química
Discente: Marcia Germano 
Nr. 45
Turma: B02c
12ª classe 
Docente
Dr. Tivane Jemusse
Beira, ao Junho de 2021
Índice 
Introdução	2
Cinética Química	4
Velocidade instantânea	4
Velocidade das Reações Químicas	4
Velocidade média	5
Lei da velocidade	5
Teoria das Colisões	6
Energia de ativação	6
Fatores que Influenciam na Velocidade das Reações	6
lei de ação das massas	7
Teoria da colisão	8
Aplicação da cinética química	8
Conclusão	9
Referencia Bibliografica	10
Introdução 
Neste presente trabalho da disciplina de Química, irei abordar sobre a Cinética Química, conceito, velocidade média, velocidade instantanea, teoria das colisões, fatores que afetam a velocidade de uma reação química, mecanismo das reações, lei das ação das massas e por fim irei falar sobre sobre as suas aplicações. 
Cinética Química
A cinética química estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam, bem como a possibilidade de controlá-la, tornando a reação mais rápida ou mais lenta. 
Pode se definir 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.
A + B C + D
Reagentes Produtos
Baseado na velocidade das reações, temos três categorias para elas: 
1. rápidas ou instantâneas, 
2. moderadas e 
3. lentas. 
Velocidade instantânea 
Essa velocidadae ou rapidez instantânea é a rapidez da reacao em determinado instante. Podemos, entao, calcular a velocidade em um determinado momento da reacao ou em uma determinada concentracao dos reagente ou dos produtos.
O conhecimento e o estudo das reações, além de ser muito importante em termos industriais, também estão relacionados ao nosso dia a dia.
A velocidade de uma reação é a rapidez com que os reagentes são consumidos ou rapidez com que os produtos são formados. A combustão de uma vela e a formação de ferrugem são exemplos de reações lentas. Na dinamite, a decomposição da nitroglicerina é uma reação rápida.
As velocidades das reações químicas são determinadas através de leis empíricas, chamadas leis da velocidade, deduzidas a partir do efeito da concentração dos reagentes e produtos na velocidade da reação.
Velocidade das Reações Químicas
O que determina a rapidez com que ocorre uma reação química é o tempo em que os reagentes são consumidos para formar produtos. Assim, a velocidade de uma reação pode ser representada tanto pelo consumo de um reagente, quanto pela geração de um produto.
Antes de acontecer a reação química, temos quantidade máxima de reagentes e nenhum produto. Quando um dos reagentes é totalmente consumido, formam-se os produtos e a reação termina.
Velocidade média
A Velocidade Média de uma reação química é a variação na quantidade de um reagente ou produto em um determinado intervalo de tempo.
Quando calculamos a velocidade média, queremos saber a velocidade em que um reagente foi consumido ou a velocidade em que um produto foi formado.
As unidades utilizadas no cálculo para expressar as substâncias produzidas ou consumidas podem ser, por exemplo, concentração, em mol/L, quantidade de matéria, em mol, e variação da pressão para gases, em atm. Já a variação do tempo pode ser dada em segundos (s), minutos (min) ou horas (h).
Exemplo: uma reação química genérica pode ser representada pela equação:
Onde:
A e B são os reagentes
C e D são os produtos
a, b, c e d são os coeficientes da equação balanceada
Lei da velocidade
Podemos expressar matematicamente a velocidade de uma reação química relacionando-a com a concentração dos reagentes através da lei da velocidade ou lei cinética.
De acordo com a lei da velocidade, para uma reação genérica:
a A + b B → c C
Temos a seguinte lei da velocidade:
v = k [A]x [B]y
Considerando:
v = velocidade da reação
k = constante da velocidade, a uma dada temperatura
[A] e [B] = concentrações dos reagentes (em mol/L)
x e y = ordem da reação. São determinados experimentalmente.
Para reações que ocorrem em uma única etapa (reação elementar), x e y correspondem aos coeficientes estequiométricos a e b. Logo:
v = k [A]a [B]b
Ordem da reação em relação a A = a
Ordem da reação em relação a B = b
Ordem total da reação = a + b
A maioria das reações ocorre em mais de uma etapa, e o conjunto dessas etapas é denominado mecanismo de reação.
Portanto, a velocidade de consumo dos reagentes e de formação dos produtos podem ser expressas da seguinte forma:
Consumo	Formação
Teoria das Colisões
A teoria das colisões é aplicada para reações gasosas. Ela determina que para a reação química acontecer os reagentes devem estar em contato, através de colisões.
Entretanto, apenas isso não garante que a reação ocorra. Também é preciso que as colisões sejam efetivas (orientadas). Isso garantirá que as moléculas adquiram energia suficiente, a energia de ativação.
Energia de ativação
A energia de ativação (Ea) é a energia mínima necessária para que a formação do complexo ativado e efetiva realização da reação.
O complexo ativado é um estado transitório da reação, entre os reagentes, enquanto os produtos finais ainda não foram formados.
As reações mais rápidas são aquelas que apresentam a menor energia de ativação. Um exemplo de energia de ativação no nosso dia a dia é a energia obtida pelo atrito para acender um fósforo.
Fatores que Influenciam na Velocidade das Reações
Os principais fatores que afetam a velocidade das reações são:
Concentração de Reagentes
Quando a concentração dos reagentes aumenta, a frequência de choques entre as moléculas também aumenta, acelerando a reação. Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação.
Superfície de Contato
Essa condição afeta apenas reações entre sólidos. A superfície de contato é a área de um reagente que fica exposta aos demais reagentes. Como as reações precisam de contato entre os reagentes, concluímos que: Quanto maior a superfície de contato, maior a velocidade da reação.
Pressão
Essa condição afeta apenas reações com gases. Com o aumento da pressão, o espaço entre as moléculas diminui, fazendo com que tenham mais colisões, aumentando a velocidade da reação. Quanto maior a pressão, maior a velocidade da reação.
Temperatura
Temperatura é uma medida de energia cinética, que corresponde ao grau de agitação das partículas. Quando a temperatura é alta, as moléculas estão mais agitadas, aumentando a velocidade da reação. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação.
Catalisadores
O catalisador é uma substância capaz de acelerar uma reação química, sem ser consumido ao final da reação. As enzimas são catalisadores biológicos. A presença de um catalisador aumenta a velocidade da reação.
Mecanismos de reações
O mecanismo de reação é o conjunto de etapas que transformam os reagentes em produtos. Nesse mecanismo, existem etapas que são lentas e etapas que são rápidas. A velocidade da reação sempre será determinada pela etapa mais lenta. Genericamente, temos: 2 A + B → A2B
Mecanismo:
Etapa lenta: A + A → A2
Etapa rápida: A2 + B → A2B
A equação da velocidade será: v = k [A] [A] ou v = k [A]2
lei de ação das massas
A lei de ação das massas constitui uma lei fundamental da química. Estabelece que a velocidade à qual uma reação química tem lugar, a uma dada temperatura, é diretamente proporcional ao produto das massas ativas dos reagentes. A massa ativa de um reagente é considerada como sendo a sua concentração molar.
A lei da ação da massa é estritamente correta apenas para gases ideais. No caso dos gases reais utilizam-se atividades em vez de concentrações molares.
Esta lei foi enunciada em 1867 pelo químico e matemático norueguês Cato Maximilian Guldberg e por P. Waage.
A situação de equilíbrio de uma reação pode ser modificada por variações da pressão e da temperatura. Assim, existe uma relação de dependênciaentre o equilíbrio e a pressão.
Previamente, deve verificar-se se o número de moléculas na reação aumenta ou diminui, isto é, se o número de moléculas produzidas é maior ou menor do que as que entram na reação. Se é menor, um aumento da pressão vai provocar uma alteração do equilíbrio no sentido do resultado final. Quando o número de moléculas aumenta, o aumento da pressão favorece a reação inversa.
Teoria da colisão
Nas reações químicas, ocorre o rearranjo dos átomos dos reagentes para formar os produtos. Porém, não são todos os choques que ocorrem entre as partículas que vão resultar em produtos (choques não-eficazes). São os choques eficazes ou efetivos que resultarão na quebra das ligações dos reagentes e na formação de novas ligações para gerar os produtos.
Quando ocorre o choque em uma posição favorável, é formada uma estrutura intermediária entre os reagentes e os produtos conhecida como complexo ativado. O complexo ativado é um estado intermediário, ou estado de transição, cuja estrutura apresenta ligações enfraquecidas entre os reagentes e permite a formação de novas ligações que irão compor os produtos, conforme mostra o exemplo abaixo.
Velocidade média de uma reação
A velocidade de uma reação é definida como a variação da concentração de um dos reagentes, ou um dos produtos, dividida pelo tempo que a transformação leva para acontecer.
Aplicação da cinética química 
A cinética química consiste no estudo das velocidades das reações químicas. Ela está presente no nosso dia a dia quando, por exemplo, guardamos os alimentos na geladeira a fim de retardar a sua decomposição, ou quando usamos uma panela de pressão com o objetivo de cozinhar os alimentos mais rapidamente. Tem grande importancia na area de farmacia e medicina, por apresentar velocidade que a medicacao vai surgir efeito, culinaria usa bastantes conceitos de cinetica.
Conclusão 
Chegado ao fim do meu trabalho, cheguei a conclusao de que. A cinética química estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam, bem como a possibilidade de controlá-la, tornando a reação mais rápida ou mais lenta. 
Pode se definir 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.
Referencia Bibliografica
· Schlesinger,George.<<Cinetica quimica:Reaccoes quimica:rapidez e influencia>>. UOL-Eeducacao .25 de agosto de 2011. Consultado em 12 de outubro de 2018
· m.mumdoeducacao.uol.com.br 
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