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CINÉTICA QUÍMICA
parte da Química queestuda a velocidade ourapidez das reações.
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Gráfico de Velocidade: Os reagentes sãoconsumidos durante a reação e a suaquantidade diminui com a variação do tempo,enquanto os produtos são formados e suasquantidades aumentam com o tempo.
gyyg
gxxmol
gmolCOHC
528min60
8,8min1
8,805,0
44414 2104
=−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−
=−−−−−−−−−−−×−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−
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molx
moly
molmolOOH
4
4
222
102
101
1212
−
−
×=
×−−−−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−
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Condições para ocorrer uma
reação Química
Condições fundamentais
Afinidade química Contato entre os reagentes.
Condições acessórias
Ocorrer choque entre partículas
ativadas energeticamente
ocorrer uma boa orientação
13Prof. Msc João Neto
Colocando as reações em ordem, damais lenta para a mais rápida, temos:a) 1 < 2 < 3b) 3 < 2 < 1c) 2 < 1 < 3d) 1 < 3 < 2e) 2 < 3 < 1
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Colocando as reações em ordem, damais lenta para a mais rápida, temos:a) 1 < 2 < 3b) 3 < 2 < 1c) 2 < 1 < 3d) 1 < 3 < 2e) 2 < 3 < 1Quanto maior a energia de ativação, maislenta se rá a reação. Da mais lenta para amais rápida, temos: 2 (Ea = 25kJ/mol) < 1(Ea = 20 kJ/mol) < 3 (Ea = 15 kJ/mol) 19Prof. Msc João Neto
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A velocidade média da reação é arelação entre a quantidade consumidaou produzida e o intervalo de tempogasto para que isso ocorra.
t][v ;
tVv
tnv ;
tmv
mm
mm
∆∆
=∆∆
=
∆∆
=∆∆
=
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Fatores que alteram a rapidez de
uma reação química
Superfície de contato
Temperatura
Concentração dosreagentes
↑SC ↑ Rapidez
↑T ↑ Rapidez
↑[ ] ↑ Rapidez
Pulverizado > granulado > raspas > inteiro
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Reações elementares: São aquelas que seprocessam com uma única colisão entre asmoléculas reagentes; Lei da ação dasmassas ou lei de Guldberg-Waage.
3]2][2[
32232
][][
HNkv
NHHN
BAkv
YXBA
=
→+
=
+→+βα
δσβα
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Reações não-elementares: São aquelasque se desenvolvem em duas ou maisetapas. Nesse caso, a velocidade édefinida pela etapa mais lenta.
)(][][ 32 lentaetapaONOkv =
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• quando uma reação ocorre em váriasetapas, cada etapa (reação elementar) temsua própria energia de ativação.
Etapa + lenta
>Energia de ativação
< velocidade
A etapa determinante da velocidade dareação é a etapa I, pois quem determina avelocidade de uma reação é sempre aetapa mais lenta. A velocidade da reaçãoglobal é a velocidade da etapa lenta.
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Considere a reação H2 + I2 2HI feita emlaboratório, mantendo a temperatura constante evariando a concentração dos reagentes:
][][ 22 IHkv =Lei da Velocidade
k = é uma constante de proporcionalidade epode ser denominada constante develocidade ou constante cinética.
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A constante k não depende daconcentração dos reagentes, masdepende dos demais fatores queinfluem na velocidade das reações,principalmente da temperatura.
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kkx
x
xxkxkxv
kkx
x
xkxkxv
kkx
kxkxv
IHkvkdoCálculo
=⇒=
=⇒=⇒
================================================
=⇒=
=⇒=⇒
================================================
=⇒=
=⇒=⇒
=
−
−
−−−−
−
−
−−−−
−
−
−−−−
2,3104
108,12
]102[]102[108,12]2,0[]2,0[108,12
2,3102104,6
]102[]10[104,6]2,0[]1,0[104,6
2,310
102,3
]10[]10[102,3]1,0[]1,0[102,3
][][
2
2
1122ª3
2
2
1122ª2
2
2
1122ª1
22
Atenção! Um catalisador acelera a reação, mas não
aumenta seu rendimento, isto é, eleproduz a mesma quantidade de produto,mas num período de tempo menor.
O catalisador não altera o ΔH da reação. Um catalisador acelera tanto a reação direta
quanto a inversa, pois diminui a energia deativação de ambas.
O catalisador não desloca o equilíbrio poisele aumenta a velocidade da reação direta einversa.
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F
>Superfície de contato>Velocidade
> Temperatura>Velocidade
F
V
F
O catalisador diminui a energia de ativação
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Superfície de contatoFerro em barras (menor)Limalha de ferro (maior)
ConcentraçãoAr – 21% de O2 (menor)
O2 puro (maior)
TemperaturaMenor – menor velocidadeMaior – maior velocidade
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Os reagentes devem ser aumentados na mesma proporção
Pressão não é um fator que altera a
velocidade de uma reação.
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Ordem da reação: é a soma dos expoentesque aparecem na fórmula da velocidade.Indica a relação que existe entre aconcentração e a velocidade da reação.
][][ 22 HNOkv =
• 2ª ordem ou ordem 2 em relação aoparticipante NO;
• 1ª ordem ou ordem 1 em relação aoparticipante H2;
• 3ª ordem ou ordem 3 em relação a reaçãoglobal.
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Molecularidade da reação: é o númeromínimo de moléculas que precisam colidirpara ocorrer reação.
Não confundir com ordem de reação. Se areação é elementar (ocorre somente emuma etapa), a molecularidade é igual àordem de reação, que é dada pela soma doscoeficientes dos reagentes.
][][ 3
223ONOkv
ONOONO=
+→+ Ordem global: 2ªMolecularidade: 2ou bimolecular
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Quem define a velocidade deuma reação é a etapa mais
lenta. V=k [N2O5]Reação de primeira ordem
2:42
2
2252
242
42252
23
3252
dadeMoleculariONOON
NOONONNOONNO
ONONONONOON
+→
→
+→+
+→
+→
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Reação sem catalisador
Reação com catalisador
EProduto < EReagente
∆H<0Reação Exotérmica
Energia de ativação
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Reação com catalisadorEnergia de
ativação
Energia de ativação = Complexo ativado – Entalpia dos reagentesEnergia de ativação = 40 – 30Energia de ativação =10 kcal