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Cinética Química
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O ENERGIA = ENTALPIA (H)
O Reações Endotérmicas: absorvem calor do meio ambiente, onde a entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes.
O Quando ocorre absorção de energia, a quantidade de calor (HP) do produto é maior que do reagente (HR).
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Reagente Produto
Como HP > HR ΔH > 0O ΔH das reações endotérmicas é positivo.
ΔH = HP - HR
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OReações Exotérmicas: Liberam calor para o meio ambiente, onde a entalpia dos produtos é menor que a dos reagentes.
Quando ocorre absorção de energia, a quantidade de calor (HP) do produto é menor que do reagente (HR).
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Reagente Produto
Como HP < HR ΔH < 0O ΔH das reações exotérmicas é negativo.
ΔH = HP - HR
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O OBS: Nos diagramas de entalpia, a flecha indica o sentido da reação. Quando ela está para cima, o ΔH é positivo e, quando está para baixo, o ΔH é negativo.
O O sinal do ΔH é um indicativo: Se negativo: indica que perdeu calor
(exotérmica); Se positivo: indica que ganhou calor
(endotérmica).
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CONDIÇÕES PARAOCORRÊNCIA DE REAÇÕES
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TEORIA DA COLISÃOOs choques que resultam em quebra e formação de novas ligações são denominados eficazes ou efetivos.No momento em que ocorre o choque em uma posição favorável, forma-se uma estrutura intermediária entre os reagentes e os produtos denominada complexo ativado.
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b – Energia de Ativaçãoc – variação da entalpia (ΔH) da reação
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Fatores que afetam a velocidade da reação
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O Estado Físico dos Reagentes
De maneira geral, os gases reagem mais rapidamente que os líquidos, e estes mais rapidamente que os sólidos, já que no estado gasoso as moléculas se locomovem com muita facilidade, provocando um grande número de choques, o que facilita a quebra de suas ligações. Já no estado sólido, a superfície de contato, para que ocorra o choque, é pequena, fazendo com que, em geral, a reação seja bastante lenta.
As reações químicas ocorrem com velocidades diferentes e estas podem ser alteradas, porque além da concentração de reagentes e produtos, as velocidades das reações dependem também de outros fatores como:
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Aumenta a velocidade de reação
Aumenta a locomoção das moléculas
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O Concentração de reagentes:
Quanto maior a concentração dos reagentes maior será a velocidade da reação. O número de colisões irá depender das concentrações dos reagentes.
Quanto mais partículas, maior o número de colisões,
logo, maior a velocidade da reação.
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O Superfície de contato:
Um aumento da superfície de contato aumenta a velocidade da reação. A efervescência no CaCO3(s) na forma de pó é mais acentuada (maior superfície de contato).O aumento da superfície intensificou a velocidade da reação, mas não a quantidade do produto formado.
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O Pressão: Quando se aumenta a pressão de um sistema gasoso, aumenta-se a velocidade da reação. O aumento da pressão, diminui o volume gasoso, aumentando a concentração.
Aumenta a pressão, aumenta a concentração
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O Temperatura:
Quando se aumenta a temperatura de um sistema, ocorre também um aumento na velocidade da reação.
Aumentar a temperatura significa aumentar a energia cinética das moléculas, logo, aumenta o
número de colisões.
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O Catalisadores:
Os catalisadores são substâncias que aceleram o mecanismo sem sofrerem alteração permanente, isto é, durante a reação eles não são consumidos.
Os catalisadores diminuem a Energia de Ativação, logo, a reação chega mais rapidamente ao final.
É importante lembrar que um catalisador acelera a reação, mas não aumenta o rendimento, ou seja, ele produz a mesma quantidade de produto, mas num período de menor tempo.
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1 – Energia de ativação SEM catalisador.2 – Energia de ati vação COM catalisador. 3 – Variação da Entalpia (ΔH) da reação.
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O O inibidor é uma substância que diminui a velocidade das reações, por formar um complexo ativado de alta energia de ativação. Contudo, o inibidor é consumido pela reação.
1 – Energia de ativação SEM inibidor.2 – Energia de ativação COM inibidor. 3 – Variação da Entalpia (ΔH) da reação.
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O As reações envolvendo catalisadores podem ser de 2 tipos:
• catálise homogênea: catalisador e reagentes no mesmo estado físico.
• catálise heterogênea: catalisador e reagentes em estados físicos diferentes.
SO2(g) + ½ O2(g) SO3(g)NO2(g)
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
Fe(s)
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EXERCÍCIOS
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O (Puccamp-SP) Considere as duas fogueiras representadas a seguir, feitas, lado a lado, com o mesmo tipo e quantidade de lenha.
A rapidez da combustão da lenha será:a)maior na fogueira 1, pois a superfície de contato com o ar é maior.b)maior na fogueira 1, pois a lenha está mais compactada, o que
evita a vaporização de componentes voláteis.c) igual nas duas fogueiras, uma vez que a quantidade de lenha é a
mesma e estão no mesmo ambiente.d) maior na fogueira 2, pois a lenha está menos compactada, o que
permite maior retenção de calor pela madeira.e) maior na fogueira 2, pois a superfície de contato com o ar é maior.
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O (Puccamp-SP) Considere as duas fogueiras representadas a seguir, feitas, lado a lado, com o mesmo tipo e quantidade de lenha.
A rapidez da combustão da lenha será:a)maior na fogueira 1, pois a superfície de contato com o ar é maior.b)maior na fogueira 1, pois a lenha está mais compactada, o que
evita a vaporização de componentes voláteis.c) igual nas duas fogueiras, uma vez que a quantidade de lenha é a
mesma e estão no mesmo ambiente.d) maior na fogueira 2, pois a lenha está menos compactada, o que
permite maior retenção de calor pela madeira.e) maior na fogueira 2, pois a superfície de contato com o ar é maior.
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(UFMG) Três experimentos foram realizados para investigar a velocidade da reação entre HCl aquoso diluído e ferro metálico. Para isso, foram contadas, durante 30 segundos, as bolhas de gás formadas imediatamente após os reagentes serem misturados.Em cada experimento, usou-se o mesmo volume de uma mesma solução de HCl e a mesma massa de ferro, variando-se a forma de apresentação da amostra de ferro e a temperatura.O quadro indica as condições em que cada experimento foi realizado:
Identifique a alternativa que apresenta os experimentos na ordem crescente do número de bolhas observado
a) II, I, III. b) III, II, I. c) I, II, III. d) II, III, I.
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(UFMG) Três experimentos foram realizados para investigar a velocidade da reação entre HCl aquoso diluído e ferro metálico. Para isso, foram contadas, durante 30 segundos, as bolhas de gás formadas imediatamente após os reagentes serem misturados.Em cada experimento, usou-se o mesmo volume de uma mesma solução de HCl e a mesma massa de ferro, variando-se a forma de apresentação da amostra de ferro e a temperatura.O quadro indica as condições em que cada experimento foi realizado:
Identifique a alternativa que apresenta os experimentos na ordem crescente do número de bolhas observado
a) II, I, III. b) III, II, I. c) I, II, III. d) II, III, I.
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O (UFPE — mod.) Considere os seguintes diagramas de energia de reação nas mesmas condições de temperatura e pressão e em função deles indique a alternativa correta:
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a) As concentrações de C e D serão maiores no caso do diagrama 1.b) A reação A + B C+ D é endotérmica.c) A variação de entalpia padrão da reação é maior no caso do diagrama 1.d) No caso do diagrama 2, tem-se a presença de um catalisador.e) No caso do diagrama 1, a reação é mais rápida.
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a) As concentrações de C e D serão maiores no caso do diagrama 1.b) A reação A + B C+ D é endotérmica.c) A variação de entalpia padrão da reação é maior no caso do diagrama 1.d) No caso do diagrama 2, tem-se a presença de um catalisador.e) No caso do diagrama 1, a reação é mais rápida.
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O PAS-UnB O auxílio do intemperismo físico ao químico, aludido no texto, ao reduzir o tamanho dos fragmentos das rochas e aumentar a área superficial dessas rochas, pode traduzir-se em aumento da rapidez de reações químicas inerentes ao intemperismo químico, graças ao aumento da superfície de contato entre reagentes.
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O PAS-UnB O auxílio do intemperismo físico ao químico, aludido no texto, ao reduzir o tamanho dos fragmentos das rochas e aumentar a área superficial dessas rochas, pode traduzir-se em aumento da rapidez de reações químicas inerentes ao intemperismo químico, graças ao aumento da superfície de contato entre reagentes.
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O PAS-UnB O auxílio do intemperismo físico ao químico, aludido no texto, ao reduzir o tamanho dos fragmentos das rochas e aumentar a área superficial dessas rochas, pode traduzir-se em aumento da rapidez de reações químicas inerentes ao intemperismo químico, graças ao aumento da superfície de contato entre reagentes.
Correto.O Aumento da superfície de contato, aumenta a velocidade da reação.
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O PAS-UnB Considere que, de uma floresta derrubada, tenha sido obtida massa vegetal seca, M, que será submetida à queimada. Assinale a opção em que a representação gráfica apresentada melhor descreve o comportamento da energia envolvida na referida transformação.
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Letra A.A queima é uma reação que libera calor (exotérmica).