A cinética química é o ramo da química que se encarrega de estudar a velocidade das reações químicas, bem como os fatores que a influenciam. Show Algumas reações ocorrem mais rapidamente e outras ocorrem mais lentamente. Portanto, as reações podem ser rápidas ou lentas e a sua velocidade pode ser medida pela formação de produtos ou pelo consumo de reagentes, por unidade de tempo. Com isto, pode-se afirmar que a velocidade de uma reação química indica a variação da quantidade de reagentes e produtos, com o passar do tempo. Visto que a velocidade de uma reação pode variar a cada intervalo de tempo e de uma substância para outra, costuma-se calcular a velocidade média das reações. Considerando uma reação genérica, em que os coeficientes são as letras minúsculas e os reagentes e produtos são representados pelas letras maiúsculas. aA + bB → cC + d D A velocidade média da reação mencionada é calculada dividindo a velocidade média de reação de qualquer uma das substâncias reagentes ou a velocidade média de formação de qualquer um dos produtos pelo seu respetivo coeficiente na equação química, ou seja: Vm = VmA/a = VmB/b = VmC/C = VmD/d Tomando em conta um exemplo mais concreto: a reação de decomposição de água oxigenada é dada por: 2 H2O2 (aq) → 2 H2O (l) + 1 O2 (g) Em 1 minuto formaram-se 0,3 mol/L de H2O e 0,15 mol/L de O2, enquanto que se decompôs 0,3 mol/L de H2O2, ou seja, tem-se que as velocidades médias de decomposição e de formação destas mesmas substâncias da reação são de: Vm H2O2 = 0,3 mol/L.min Vm H2O = 0,3 mol/L.min Vm O2 = 0,15 mol/L.min Então, para se calcular a velocidade média da reação global terá que se pegar num destes valores e dividi-lo pelo respetivo coeficiente na equação, isto é: Vm = Vm H2O2 / 2 = 0,3 mol/L.min / 2 = 0,15 mol/L.min Vm = Vm H2O / 2 = 0,3 mol/L.min / 2 = 0,15 mol/L.min Vm = Vm O2 / 1 = 0,15 mol/L.min / 1 = 0,15 mol/L.min É de notar que os três valores obtidos para a velocidade média da reação são iguais e, portanto, pode-se afirmar que a velocidade da reação é a mesma em função de qualquer reagente ou produto, num mesmo intervalo de tempo. Porém, é necessário saber calcular os valores das velocidades médias de cada uma das substâncias envolvidas numa reação e, para isso, basta dividir a variação da concentração da substância, seja reagente ou produto, pelo intervalo de tempo. Para determinar a velocidade média de um dos reagentes da reação tem que se colocar um sinal negativo antes, uma vez que a concentração dos reagentes diminui com o tempo. Vm = Δ[produto] / Δt Vm = – Δ[reagente] / Δt Considerando como exemplo a reação de decomposição do O3 gasoso em O2 gasoso. 2 O3 (g) → 3 O2 (g) Admite-se que num balão havia 10 mol de O3, mas após 1 minuto restaram apenas 4 mol. Isto significa que 6 mol de O3 se transformaram em O2. Como a proporção da reação é de 2:3, então, se foram gastos 6 mol de O3, foram formados 9 mol de O2. Assim, após 1 minuto, tem-se as seguintes velocidades médias: Vm = – Δ[O3] / Δt Vm = – ([O3]final – [O3]inicial) / tfinal – tinicial Vm = – (4 – 10) / 1 – 0 Vm = 6 mol/L.min Isto significa que durante 1 minuto, 6 mol de O3 reagiram em cada litro do sistema. Vm = Δ[O2] / Δt Vm = ([O2]final – [O2]inicial) / tfinal – tinicial Vm = – (9 – 0) / 1 – 0 Vm = 9 mol/L.min Ou seja, durante 1 minuto, 9 mol de O2 foram formados em cada litro do sistema. Isto mostra que pode-se calcular a velocidade média em função dos reagentes ou em função dos produtos. Para calcular a velocidade média da reação global acima referida, basta dividir cada uma dessas velocidades pelos seus respetivos coeficientes na reação química: Vm = VmO3 / 2 = 6 mol/L.min / 2 = 3 mol/L.min Vm = VmO2 / 3 = 9 mol/L.min / 3 = 3 mol/L.min Conclui-se que: Vm = VmO3 / 2 = VmO2 / 3 Fatores que interferem na velocidade das reações químicas A velocidade de uma reação química depende de vários fatores, são eles:
Superfície de contacto entre os reagentes Quanto maior a superfície de contacto entre os reagentes, maior será a velocidade da reação. Isto ocorre porque quanto maior a superfície de contacto, maior o número de moléculas que vão reagir, logo, maior o número de colisões eficazes aumentando assim a velocidade da reação. Temperatura De um modo geral, quanto maior for a temperatura, mais rapidamente se processa a reação. Pode-se então acelerar uma reação lenta, submetendo os reagentes a uma temperatura mais elevada. Isto explica-se pelo facto que da temperatura estar relacionada com a agitação das moléculas. Quanto mais calor, mais agitadas ficam as moléculas. Se as moléculas se movimentam mais, chocam mais entre elas e com mais energia. Desta maneira, a energia de ativação diminui e, como consequência, aumenta o número de colisões efetivas, logo , a velocidade da reação também aumenta. Pressão A pressão é a razão entre a força e a área, ou seja, fazer força sobre uma determinada área. Com o aumento da pressão num recipiente, diminui o volume e, desta forma aumenta a concentração dos reagentes. As moléculas chocam mais entre si, aumentando o número de colisões e, portanto, aumenta a velocidade da reação. Concentração das substâncias reagentes Quanto maior a concentração dos reagentes, mais rápida será a reação química. A concentração está relacionada com a quantidade de soluto e de solvente de uma substância. Se aumenta a concentração de reagentes, aumenta o número de moléculas dos mesmos, aumentando o número de colisões e, consequentemente, aumenta a velocidade da reação. Presença de catalisadores Os catalisadores são substâncias com capacidade de acelerar determinadas reações químicas. Os catalisadores interagem com os reagentes, fazendo com que a reação entre estes seja mais fácil de ocorrer, ocasionando um aumento na formação de produtos por unidade de tempo. Devido a estas características, os catalisadores são muito utilizados em indústrias químicas, pois quanto maior a velocidade de reação, mais eficiente é o processo e menor o tempo gasto para a obtenção de uma dada substância. Para além destes fatores principais podem, no entanto, existir outros que também influenciam a velocidade das reações. Por exemplo, a natureza dos reagentes também interfere na velocidade das reações porque quanto maior for o número de ligações dos reagentes que são necessárias serem quebradas para que a reação ocorra e quanto mais fortes forem, mais lenta será a reação. Outro fator a ter em conta é a presença de luz, pois 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. 4537 Visualizações 1 Total References:Formosinho, Sebastião J. e Arnaut, Luís; «Cinética Química»; Imprensa da Universidade de Coimbra; 2003. Souza, Alexandre Araújo de e Farias, Robson Fernandes; «Cinética Química: teoria e prática»; Editora Átomo; 2013. O que aumenta a velocidade de uma reação?Os principais fatores que alteram a velocidade das reações são a superfície de contato, a temperatura, a concentração dos reagentes e o uso de catalisadores.
São substâncias que aumentam a velocidade da reação e não participam das mesmas?Os catalisadores são substâncias capazes de acelerar uma reação sem sofrerem alteração, isto é, não são consumidas durante a reação.
Quais são os fatores que aceleram a velocidade de uma reação química?São quatro os fatores que influenciam essa velocidade: a concentração dos reagentes, a temperatura, a superfície de contato e o catalisador. Quanto maiores forem a concentração dos reagentes, a temperatura e a superfície de contato, maior será a velocidade reacional.
Quais são os 5 fatores que alteram a velocidade da reação química?Fatores que alteram a velocidade de uma reação. Temperatura. Aumentando a temperatura, há um aumento do estado de agitação das moléculas, com maiores probabilidades de colisão entre elas. ... . Concentração dos reagentes. ... . Aumento da pressão. ... . Tamanho da superfície de contato. ... . Catalisadores.. |