Como a natureza dos reagentes afeta a taxa de desenvolvimento da reação?

O efeito da concentração na velocidade das reações pode ser observado quando aumentamos a concentração de um ou mais reagentes, e a reação ocorre com maior rapidez.

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Por quê, Porquê, Porque e Por que: aprenda a diferença entre cada um para não errar no Enem!
O que é SiSU?
Como funciona a concentração dos reagentes e a taxa de desenvolvimento das reações?
O que e a taxa de desenvolvimento de uma reação?
O que estuda a taxa de desenvolvimento das reações e os fatores que a influenciam?
E verdade que a velocidade de uma reação depende da natureza do reagente?

A velocidade das reações químicas é estudada pela Cinética Química. Esse estudo é importante porque precisamos conhecer os fatores que influenciam a taxa de desenvolvimento de uma reação para conseguir acelerar algumas reações químicas que são muito lentas ou retardar algumas que são muito rápidas ou indesejáveis.

Um dos principais fatores que influenciam a velocidade das reações é a concentração dos reagentes. Se colocarmos o zinco mergulhado em duas soluções de ácido sulfúrico, sendo uma mais diluída (com mais água) e outra mais concentrada, por exemplo, veremos que o recipiente que contém o zinco na solução mais concentrada de ácido sulfúrico formará uma efervescência bem nítida, conforme a imagem no início deste artigo mostra.

Por outro lado, não ocorre praticamente nenhuma alteração no recipiente que contém o zinco mergulhado em uma solução bem diluída de ácido sulfúrico.

Por que isso ocorre? Bem, a reação entre o zinco e o ácido sulfúrico pode ser vista a seguir:

Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2

Observe que há a formação do gás hidrogênio. As bolhas formadas são desse gás e indicam não só a ocorrência da reação, mas também que a reação se torna bem mais rápida quando se usa uma concentração maior de ácido sulfúrico.

Outro exemplo é quando temos uma reação de combustão ao ar livre e outra ocorrendo dentro de um recipiente fechado com gás oxigênio puro. A chama torna-se bem mais intensa quando a queima ocorre dentro do recipiente com oxigênio puro, ou seja, onde o combustível reage com 100% de moléculas de oxigênio. Já a combustão ao ar livre contém apenas 20% de moléculas do gás oxigênio, pois o ar é constituído de cerca de 79% de moléculas de gás nitrogênio e 1% de outros gases.

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Esses dois exemplos mostram o efeito da concentração na velocidade das reações, que é o seguinte:

“Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade de uma reação.”

Isso é explicado quando analisamos a teoria das colisões, que diz que, para que a reação química ocorra, as partículas (moléculas, átomos, íons etc.) dos reagentes devem colidir entre si. Mas essa colisão deve ser efetiva, ou seja, deve ser feita em uma orientação adequada e com energia suficiente.

Assim, quando aumentamos a concentração de um ou mais reagentes, a quantidade de partículas deles aumenta no meio. Consequentemente, ocorrem mais colisões entre as partículas, e a probabilidade de ocorrerem colisões efetivas (que resultem na reação) torna-se maior, o que ocasiona um aumento da velocidade da reação.

De forma resumida, temos:

Relação entre concentração e velocidade das reações

Videoaula relacionada:

Em nossa postagem de hoje vamos apresentar sobre um conteúdo muito importante para o estudo da cinética química, que são os fatores que afetam a velocidade de uma reação química. Para isso, além de apresentar quais são esses fatores, apresentaremos ao final uma questão retirada do próprio Enem, para ilustrar como este conteúdo é cobrado no exame.

Fatores que alteram a velocidade da reação
Questão do Enem

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O que é SiSU?
Leia mais:

Fatores que alteram a velocidade da reação

Dentro da cinética química, são diversos os fatores que influenciam na velocidade de uma reação. No entanto, existem alguns fatores que aparecem com mais frequência e, portanto, devemos estudá-los com maior cuidado. São esses fatores: Temperatura, concentração de reagentes, superfície de contato e catalisadores. Vamos analisar cada um separadamente:

Temperatura: Quanto maior a temperatura, maior será a velocidade da reação química, uma vez que com o aumento da temperatura, o grau de agitação das moléculas reagentes aumenta. Com isso, as moléculas movimentam-se com maior velocidade, fazendo com que o aumento da quantidade de choques efetivos torne a reação mais rápida.
Concentração dos reagentes: Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a velocidade da reação química. Isso ocorre porque o aumento da concentração faz com que o número de moléculas reagentes aumente, para um mesmo volume. Assim, o número de colisões efetivas irá aumentar e a reação ocorrerá rapidamente.
Superfície de contato: Quanto maior a superfície de contato, maior será a velocidade da reação. O aumento da superfície de contato acelera a reação devido ao fato de produzir uma área de contato maior, que implica numa maior velocidade das colisões (que ocorrem na superfície) e, consequente, numa maior velocidade de reação.
Catalisadores: A presença de catalisadores fará com que a reação ocorra de maneira mais rápida. Os catalisadores são substâncias que aceleram a reação química, mas não são consumidos durante a reação, ou seja, não participam da reação. Por enquanto estas informações são suficientes sobre os catalisadores. No entanto, tratam-se de substâncias muito importantes e que estudaremos em um artigo posterior!

Questão do Enem

Para ilustrar como o conteúdo acima é cobrado no Enem, apresentaremos a seguir uma questão do próprio Enem, que aborda o tema discutido em nossa postagem.

“Alguns fatores podem alterar a rapidez das reações químicas. A seguir destacam-se três exemplos no contexto da preparação e da conservação de alimentos:

A maioria dos produtos alimentícios se conserva por muito mais tempo quando submetidos à refrigeração. Esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de certos alimentos.
Um procedimento muito comum utilizado em práticas de culinária é o corte dos alimentos para acelerar seu cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão.
Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas.

Com base no texto, quais são os fatores que influenciam a rapidez das transformações químicas relacionadas aos exemplos 1,2 e 3, respectivamente?”

a) Temperatura, superfície de contato e concentração.

b) Concentração, superfície de contato e catalisadores.

c) Temperatura, superfície de contato e catalisadores.

d) Superfície de contato, temperatura e concentração.

e) Temperatura, concentração e catalisadores.

Alternativa correta: c.

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Por quê, Porquê, Porque e Por que: aprenda a diferença entre cada um para não errar no Enem!

A língua portuguesa é de fato muito rica e por isso traz um grande número de possibilidades para algumas palavras e isso, às vezes, pode causar dúvidas aos falantes de seu idioma. Uma dessas dúvidas mais comuns está ligada ao uso dos “porquês”. Na fala não há motivo nenhum para preocupação, mas na hora da escrita em norma padrão quase sempre é feita uma consulta para saber a diferença entre um e outro e não fazer feio no texto.
https://infoenem.com.br/por-que-porque-porque-e-por-que-aprenda-a-diferenca-entre-cada-um-para-nao-errar-no-enem/

O que é SiSU?

É o sistema informatizado do MEC por meio do qual instituições públicas de ensino superior (federais e estaduais) oferecem vagas a candidatos participantes do Enem (Exame Nacional do Ensino Médio).
https://infoenem.com.br/como-funciona-o-sisu/

Como funciona a concentração dos reagentes e a taxa de desenvolvimento das reações?

Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a probabilidade de haver colisões efetivas entre suas partículas e maior será a velocidade da reação.

O que e a taxa de desenvolvimento de uma reação?

“A taxa de desenvolvimento ou velocidade de uma reação química, a uma dada temperatura, é diretamente proporcional ao produto de uma constante pelas concentrações dos reagentes, em quantidade de matéria, elevadas aos seus respectivos expoentes determinados experimentalmente”.

O que estuda a taxa de desenvolvimento das reações e os fatores que a influenciam?

A Cinética Química envolve o estudo da velocidade das reações e dos fatores que interferem na ocorrência delas e na sua velocidade. A Cinética Química estuda a taxa de desenvolvimento, isto é, a velocidade, com que as reações se processam e como podemos interferir, aumentando ou diminuindo essa velocidade.