Copftulo 2Fotores que iníluem na

velocidadelnlÍoduçôo

A velocidade de umâ reação depende de uma série de fatores. Vamos, agora, enaminaros seguinles: coÌkã., entíe as moleculas reagenles, energia de ativação, temperututu, con-centraçAo dos reagentes, prcssão e estado só[ido,

Esludo dos ÍotoÍesì I ÍofoÍ: colisüo enïÍ6 os moléculos Ísogentes

Para que duas ou mais substâncias possam reagir é evidente que suas moléculas devemcolidir entre si, de modo quehaja quebra das ligações com conseqúenre foÍmaçâo de ourrâsnorâ(. dando or igem. âs( im, a norâ' subsr;ncia..

As colisões enúe as molóculas podem ser |,ro-eÊtitÌas e eíeti'as.

1 coüsòrâSão aquelas em que Íão há qüebra de Ìi-gaçÕes e, conseqúentemente, não exìstefoÍmação de outras novâs, Neste caso,nõo ocorre a reação.

São aquelâs em que há quebra de ligações e conseqüente foÍmaçâo de ouúasnovas. Neste caso, ocoïe a reaÇAo.

Para que uma coÌisão seja efetiva, o choque entre as moléculas deve acontecer comumâ orìentaçào favorável e suficiente energia.

Analìsemos, por exemplo, algumâs colisões entre molécuÌas H: e Ir:

;E ,i^CoÌisão nào-efetiva, pois elaocorre com uma onentaçãonão-iavorável para a quebradas Ìigâções.

" . :#CoÌisão não-efetiva, poistambém ocorre com umaorientaçâo não-favoÍávelpara a quebra das ligâções.

Colisâo que ocorre comumaorientaçào favoráv€l. Por-tanto, se aeneÍgiaé suficien-te, temos uma colisão efe-tiva:

H:+1,-Ht+Hl

a

cêp,uo 2 FâÌoÌe5 que inrúem nà verocidêde 143

Conclüsão:

Quanto maior o número de colisões efetjvas entreas moléculas dos reagentes, maioré avelocidade da reação.

29 Íotor: energio de otivoçüoConsideremos, inicialmente, a seguinte expe'

Í iência:Vamos coìocar um pouco de àìcool num pire' e

aproximardoálcool um fósforo âceso. Oqueacontece?Como você sabe, o álcooÌ entra em combustào,

ou s€ja, queima continuâmente, âté o final.Essa queima nada mais é qÌre a reação entre as

moléculas do áÌcooÌ e as de oxigênio do ar.

*/ ,riv.!4ri4,i

@ rH&$

Se essa carroça tiver que sübira montanha, eÌa vai precisarvenc€ruma barreira,

Mas, para que ocorresse a reação, foi necessário fornecer inicialmente uma certa dòsede energia (aproximação do fósforo aceso). Desse modo, concluimos que, antes do fornec-meüto de energia, as eventüais colisões entre moléculas de álcool e de oxjgênio do ar eramnão efeíiyos. Enúetanto, com o fornecimento de €nergia, as molé€ulas, agora com maiorconteúdo energétjco, passaram a colidir eteljvamente, injcjando, assìm, a reação, que pÌos-segue espontaneamenle.

Dess€ modo, vemos que o álcool não entra em combustâo sem que inìciemos o proces-so. Isso mostra que essa reação necessita de um "empurrão" de energia, Essâ energia in;cial recebe o nome de e/,eryia de atí\'ação.

A energia de ativaçâo é, então, uma "barreira" que as moléculas pÍecisam vencer.Para que você entenda melhor, vamos fazer uma compamção com uma carroça.lmagine uma carroçâ nâ base de uma montanhâ:

144 ui id.d.3

Uma vez no topo da montanha,ela âdquiriü energia (potencial) e está em condições de efetuar umaconlortável descida.

Mas, na d€scida a carroça de-volve a eneÍgia potencìal adqui-rida.

Com as moléculas acontece âlgo parecido, ou seja, elâs precisam venc€r uma ,'barreirade €nergia" para que ocoÌra a reaçâo.

Vejamos o caminho da €neÌgia através de um gráfico para a seguìnte reação:

Hr+1,-2HI

Pollo 1. As moléculas reagentes não possuem suficienre energia para reagirem.Ponto 2: A eneÍgia do sistema é maior, mas ainda não suficiente pâra que se v€rifique uma

colisão efetiva.Porío J. Neste ponto, a energia é suficiente para a reação. Dá-se, entào, a formação de unl

composto intermediário, instável, denominado complexo atirado. Aqui temos$m estado ati|ado or estado de trunsiçõo.

Ponto 4: Êstâ yencida a "montanha" de energia. As moléculas do pÌoduro €stão praticamente formadas.

Ponlo 5. As moléculas do produto (HÌ) estão definitivamente formadas.

=l{rt'""

-B :&,k n,, ,t/,1.:..ri]"

& tii

HI

@"@r@

HI

3 [H2r,l

cap ruro 2 Fato'es que influem m wrôddade 145

Com base no que vimos, podemos dizer que:

A energia mrnima neceisànd para atìvor as molàrutas, Ia1endo c()m què etas rctidaneteüvamen!c. posribilitando or.ìn o inicìo da reaçào. rccebe o nome d?eneryia de tai-vaçào.

O eÍadoativado, ou seja, o "topo damontanha" épouco conhecido pelos quimicos. AestruluÍa do composto formado (compÌexo ativado) é Ínuito dificil de ser esrudada, devidoã grande ìn\abi l idâde que eÀi\re nesça 5ìruâçáo.

A repres€ntação sráfica de uma reação envolvendo a enersia d€ ativação (E") pode serde dois tipos:

19) Reação exotérmjca 29) Reação €ndotérÌnica

Conclusáoi

Quanto menor a energia de aljvação, mais faciÌmente s€ ibrma o complexo ativado e,portanto, mais rápida é a reaçào.

Menor energiâ de arivacão ' mâioí velocidade

1

ffiffi ExelcÍclos de oprcndizogem ffiffiffiffiI"{12) Ob$fleo sáÍico da Íeacão A + B

- C+D: [AlJ) Considere o 8Íafico da maçào X + Y - Pr

b) a ,neÌsia absoÍida pela Ìeâ9ão.

50 kJ

32 tJ

20 tJ

a) Qual a e.órgra do conplqo alivado?b) Qual â eíeryia de ativagâo?c) QüãÌ o tipo de Eação? PoÍ quê?d) Quaì a energia aboFida ou lihsada pela rea'

çâ01

f, 14) Con$idercoSÍáÍcoda.eaçãoA + B + C + D:

4 Quâl a eneqia dâr noléfllas Ìeasents € dâsmolécular do! pÌoduros?

h) Qual a oeÌsia de alivEão?c) Quâl 0 üp0 da Eação en questão? PoÍ quê?d) Qual a eieaja lìbqada oü absoaida prla le{-

ção?

EArs) EsboÉ os gráãcos das sguinles rcaqoes:ã)A+B

- c

fBneqia das nolsuìas Éngentes = 8 Uj Eneqia das noleuÌas do prcduro = 7 Ì!ÀÌlEnenia de aüvacào = li *J

b)A+B-R+Q

lEneÌgia dar moìécüla! ftaeÍ€$ = 12 kca]j EneÌejâ dâs nolécular dos prcdulor = 7 kcalLEneÌgia de âtìvaçao = 20 kcal

Note que temos um gÍande número nde moléculas com energia média Eo e nú-meros menores ale moÌéculas com energiasuperior ou inferior ao valoÍ médio.

39 fotor: tsmperoïuroVamos supor o cozimento de um ovo.Se você cozinhar um ovo em água feÍvente, certamenle levaú menos tempo do que co-

zinhando-o em água morna.A influência da tempeÍâtÌrra na velocidade de uma reação pode ser ânalisada observan-

do-se o comportamento das moléculas reagentes.AumentaÍ a tempeÍatuÍa significa aumentar a energia cinética das moléculas, ou seja_

aumentar a velocidade das molêcuÌas.Ê fácil perceber que moléculas mais rápidas colidem com mais freqüência e com Ìnais

violência. Logo, mais moléculas reagem em um certo espaço de tempo e, com isso, a velocj-dade aumenta.

A. molècula. reagenles não apresenram roda. a mesma enerBia. l - . 5e pudessem05 con-tar o número de moléculas com uma certa energia, montaÍíamos um gráfico como este:

I

Vamos, enlão, marcar nesse gráfjco o valor dâ energia de arivação E.:

Note que a regìão hachurada é propor,cional ao número de moléculas com energiaiguaÌ ou maior que a energia de ativação.Ela indicâ, portanto, a parcela de moiécu-lâs em condições de reagir.

Um gráfico como esse é denominado cur|a de energia.Para cada temperatura temos üma curva de eÌlergia.Desse modo, consaruindo as cuÍvas de energia para duas temperaturâs diferentes

(T, e T:) , temos:

.ri>-ì,TI

f2

tq Eq Ê"

ObseÍvação:

I Vj = velocidade na temperaruÍa tlLVr = velocidade na temperatura t1

Note que, com o âumento da temperatura de Tr para T1, aumerÌta também a Íe-gião hachurada, ou seja, a parceÌa de molé-culas em condiçôes de reagir. Conseqüerte-mente, mais moléculas reagem e a velocida-de logicamente aumenta.

Conclusão:Quanto mais alta é a temperatura,

maìor é o número de moléculas em condi-çôes de reagir e, portanto, mais Íápidâ é areação.

,l;iìip-*Lto.;'rËï*EÍ€rsi3

A preocupação de medìr a velocidade de umareação é muìto antiga. Um grande cientista do sécüloXlX, Van't Hoff, já dizia qüe: ,,Um aumenlo oe10"C na temperatura duplica a velocidade de umareação",

Apenas por curiosidade, esse fato, rraduzido emfórmula matemálica, nos conduz a:

Yan't Haí11952-1S1ll-

Nasceu em 80nerdam, Holanda. Foi umdos lundadores da modeim Fhico0!ímÌca,lendo sstudado nas Univetsidãda de Bonn,

Entrc suas ÌnúmoÍas conrihuiçôes, podemos Dil.rseus Etudos sobre as leis das @qões químicás. dN equilíbÍios químicos, das

Á êqu4ão da pÍêssãoosmóli,ã darsolúções e o htor mtretivo dos eleitB colisari-vN Em soluções iônirãs lsvam o seu iome.

Vân'l Hofl loio pdmeim cisntista a rcce.beÍ o Píëmìo Nohsl de 0uimica, em 1 90 L

148 unrdadê 3 - clnáiicâ qulmicâ

49.Í0ïor: concenÍoÉo dos reogentesObseÍve, inicialmente, a seguinte experiência:

Um químico colocou um pedaço de palha de aço numa cuba com soluçâo diluída deácido cloridrico (HCl) e notou que a reação durou um certo tempo (digamos, 20 min).

Depois, o químico r€petiu o expeÍimento, usando, porém, uma solução de ácido clorj-drico mais concentrâda e notou que a reação foi mais Íápida (digamos, 8 min).

Pot que essa diferença de íempo?Porqìie na solução mais conc€ntrada de ácido cÌoÍidÍico temos mais íons HrO I por li-

tro. Logo, ocorrem mais colisões entre esses íons e a paÌha de aço, e a reação se toÍna maisrápida.

Como conseqüência, pod€mos dizer que o arrmen ío da concenlraçAo dos reagentes íen-de a aumentar a velocidsde da reação.

A primeira observação da influência da concentraçâo dos reâgentes na velocidade deuma reação foi feita pelo químico alemão Karl Fri€drich t/eríel, no século XVIII, quandoestudava a ação dos ácidos sobre metais. EnÍetanto, somente em 1864 essa influência foirigorosamente ennnciada, atÍavês da lei da ação dds ,nd.rJds, p€los cientistas norueguesesCato Maximiliân Crldáelg e Peter Waage.

Lei da ação das massas

. Neo + 3Heo - 2NH:or

Generalizando, temos:aA+bB-cC+dD

Observações:

l) A expressão dâ Ìei de culdberg e waage se apÌica à velocidad€ em um ceÍto instalte dctempo, sendo conhecidas as concantrações molaíes naquele instante de tempo. Em olr-tras paÌavras, estamos medindo nmayelocdade instantânea e não vm yelocidade média

2) Para uma dada reação, a constante de velocidade depende fundamentalmenr€ da temDe-rarura. isÌo e. mudando a temperaÌura. mLtda o valor de k.

3) Quando um dos reagentes se encontra no estado sólido, a süa concentracão não anârecena equqção da lei dâ açào das massas, isso porque as colisões intermoleculares se dão naìFéifrõìEão sólido. de modo que a vehrcidade da reaçào depende da 5uperÍìcie de coÍtato e não da concentração.Veja:

NarO(") + COnd * Na:CO:o

v: k1 [Na,o] i [co,]

v = k1k1 , [coz]

4) Quando üm dos reagentes se encontra no estado líquido, a sua concentração pode serconsidenda constani€ deide que esse reagente esteja em excesso.Veja:

NHrc) + H:O(4 - NHal.q) + OHú)Grcsrc)

r lv - k, . rNH,r, [H]ol i

-T---,

câptruo 2 _ râro,âs aue in l ruêÍ n" *ro.ddde 149

Observe a aplicação dessa Ìei para as seguintes Íeações:

. Hao + CLto - 2HCÌer

J [HJ : concentração molar do H:G,| ICU : concent.açao nolar do cl,G)

v:k1k' . [NHr]

15O unoaae : c inêÌ .ã qu'm.a

5) Para soluções aquosas diluídas, a concentração da ágLÌa pode ser encarada como constante. Assim, por exemplo, para a hidrólise da sacarose, t€mos:

C1:H2O| + H)O -

C6HDO6+ C6HÌ'O6lsâcarose) (exceso) (slicos) (iiutoÉ)

v = k, . lc1:H:'o'1lt lHlolÌ-L

t" .^ l " . . = r ,

v = Ì ,ktr . [cÌ ,H:,o1Ì] : k . tc,rH!,o,Ìl

A gfopo lonto: um Í0ìoÍ d€cisivo n0 vslocldodê

Ìmâgine dois técnicos mortan-do uma máquina, de modo que cada um monte metade dela.

Suponha qüe um dos técnicos,bastante hábil, monte â sua paÍteem uma semana, enquanÌoo ouaro,bastânt€ lento, demore três meses.

Em quanto tempo a máquinaficará pronta?

Evidentemente, em très meses,pois o tempo de montagem está nadependência do técnico mais lento.

Com as reações qüimicas queocorrem em e6pas aconaece algoparecido.

Consideremos a reação:

4HBr+O:-2I l ,O+28Í1

Suâ velocidade é dâda por:

v = k. [HBÌ] [oJ

enãopor V = k. [HBI]4[O,] .PoÍ quê?Porque a reação ocoúe em três etâpas:

ll etapa (/enía): HBr + Oz - HOOBr2! etapa(rápìda): HOOBr + HBr

- 2HBÍO

3! et^p (rápìdar.2HBrO + 2HBr -

2H2O + 2Brl

e o comando da velocidâde é dado pela etapa lerta.Então:HBí+O,-HOOBT

câ!Ìruro 2 - FâtoÍss aus iníuem nâ vâtoctdade 151

Conclusâo:

Qüanto mais alta é a concentração, maio; é a probabilidaale de ocorr€rem colisóes efe-tivas e, porúanto, mâis rápida é a reação.

59 Íolor: pr€ssdo

Quando falamos em influência da pressão na velocidade de uma reação, devemos pen-sar somente nos r.eagerles gdso,to,t.

ConsidereÌn05 a reacào de formação da agua:

2Hr(d+ Or(o - 2HrO(s)

Como vimos, a reação se processa através das colisões entÍe as moleculas H, ê Or.

Srot ,o@

Se âum€ntamos a pressão (diminuindo o volume, por exemplo), aumentamos o núme-ro de coÌisôes e, portanto, a velocidade.

Note que aumentar a pressão eq.diyale a aumentar a concentração dos pÃrticipantes ga-sosos, o que também explica o aum€nto da velocidâde da reação,

Evidentemente, como se tÍata de uma mistura (sìrbstâncias reagentes), estamos nos re-feÍindo, para cada participa\te, à s:u:a prcssão parcíal.

Como você deve estar lembÍado, a prcssão parcìal de um gás é a pressão que este gasexeÍceria sozinho na temperatuÍa e no volume de uma mistuÍa gasosa,

A pre\sáo parcial pode ser dada pela equação:

ltAíi;*t";Xí;,:;r:,

Dessa equação, resulta:

pÀv = nÀRr = n^: f .Rr - pÁ = IAI . Rr -

Logo, a pressão !'arcial de um gás é diretamente pÍoporcionaÌ à sua concenfâçãomolar,

Então, aumentando a pÍessâo parcial de um gás, estamos aumentzrndo a sua concentÍação molar e, em conseqüência, aumenta a velocidade dâ reaçâo.

152 u-a,a. g c.a ra q.hi.a _

Como a pressão parcial é proporcional à conc€ntração molar, a lei de Guldberg eWaage pode seÍ expÍessa €m termos de pressão parcial:

aAk)+bB(s)tcC

pÀ-[A].RT

pB = [B] . Rr

PÁ+ i,'ìl : RT

- IBI= ! !

RT

v = k . \Rï.

Logo:

a.ssim,paÌa a reãção de foÍmação da água, temos:

2HrG)+O:(g)-2HrOc)

Conclusão:QuanÍo maior é a pressão parcial de um participante gasoso, mais rápìda é a reação.

Exercícios reso/vrdosconsiderc a íeagão de síntese dâ águã, a uma temperatuÉ t. O que ocorreÍá com a vêlo_cidâde dessa reaçáo se a concênÍação molar do hidrogènio for duplicada, sem vâtiâr âtêmpêratura?

2Hle) + O2re) - 2{2o\sl

f,E85ì

tHt="lo l=v Ì u= r ' i * . r . to,r - V: kx '?y

lã; l - í " Ì " -k tH, l i to. ì -v r {2 ' ) '? y-v -4rx 'zv

v'= alk ' t Ì = v '=4v

R6sposra: A velocidade da reaçáo qüadruplicará.

Ì

capfturo 2 FatóÍss quê iní!êm nâ wrôcrdad€ 153

ER6) Dadê a reação:2H2\qt+ O2' ! )

- 2H2ol l , t ,

o que ocorerá com a velocidado se dobrarmos ê pressão pârciôldo O2e reduzìmos à metâde a pressão parcialdo Hr?

Rosoostar A velocidade da rcacão se reduzirá à metad€.

0 4te0 + 30:id - 2Fer0r6)g) S14 + O,n - Sorclh) NHríd + HClu) ' NHaClGìi) C,Hac) + 30?c) - 2mrc) + 2H,Oc)j) c(,) + 2s(,) ' csr!)

f,Â17) À síntese da ágìâ ocone com velocidade Y, a uÍna tenpqâtuÌa t. Na nsm r€np€Ìatum, o qüè ocofted com a velúcidade s€ reduzúmos à metade a concntnção nolar do hidÌogênio e düplicaÌnos a do oxieênio?

EAIEr CoNideR a eação de .ínr6e da amónia, dadâ pú equaçào:NrG)+3H?l! ì+2NHrc)Adnita que à lenpsaluB I ssa rcação se pmcessa.om unê lelocidade V.a) O que ocoüoá con a velocidade s a ma@n1Ìaçã0 nolar do Hro for ftdúda à terça paÍe e a do N?o for rri-

pticâda?b) O qüe ocoÍerá con a velocidade $ a pÍessão parcial do Nrl!ì IoÌ quadÌupli€da e â do Hr6ì for reduzidâ a

EAl9) A síntese paÌciâl dô tíóxjdo de eüofE é repÌsentada pela eqüação:2SOr+or-2solAdÌnilindo que ssâ raÉo omre con a veìocidade r e qüe, reduúdo a coacenlÌação nolar do SO, à quaÌta pafie s

dobnndo a do or. ela par$ d oroÍer com â ve.oc.dade r. cdlrul€ a Éláo +.

EA20) ConidcE a Eação 2NOo + 2Hrc) - 2HrOkì + N,ú)t que ocoÍe con a velocidade Vt â ma t€npeÌalüm t.Calcule a veÌocidade V' dss reação, à nesna tmpsatura t, quaodo a concentrâ9ão nolar do NO é dupìicâda e ado H: reduáda à nelade.

ffi Exercíclos de aprendizdgem WffiWffiM&WEÂló) EsEva a eqüação dã yelocidade en função dar conantraçõer e da! pÌessões paÌcias dos Ìeasflrs paÌa €da ma

a) 2SOr@ + OrcJ * 2SOra)b) C(,) + O,re

- Corlg

0 Hrcr + cÌ,1À) -

2Ecìied) C2HóO(,) + 3orin * 2CO:iiì + 3HrOkìe) 2NO@ + Orl!)

- 2NO?c)

tA2l) ConsideE a Ìeaçào:N?0) + 3Hrl, ' zNHiGlo que ocorreÍá lon a wlocidâde se ttdüzimos à ÍÌelade a prc$são pârcial d0 Hr?

EA22) AdÍÌita o segìúte pÌoceslo:

2COib+Ord-2CO:e)R€duz'ndo à melade a pressão parciãl do çO e quadruplicddo a pÌessão pârial do Or, o que ocorreú con a veloci_dade dese pNesso?

f,Â23) Es.revâ â equação da vclo{idãde das M9õ6, ên tennos de concmtmçâo, seeündo a leida aqão da! 6as5a$:

ê) Zno + 2HCl@ -

Znclr@ + Hre)b) CaO(,) + 2H(:,

- Ca'oiì + H1o

EAr4) Adnila ã ÍúsioÌma6o:30' '- 26,D6mbÌa quâl o âuno1o da velocidâde plwislo pela lei da ação das masas ao duplicamos a cònc4Íâ9ão do Or.

EÂ25) Considere o ploesb AB + C - AC + B, que se d€senvolve en duat etapd:

11 etap. (enh): AE -

A + B2: elâpa (Íápida): À + C -

ACEs.revâ a equação da velocidade dss processo, se8üodo a lei da âção dd m$âs

EA2ó) CoD$deÌe a Ìeâçãol(cHt lc-Bí + NaOH@

- (CHJ3c-oH + NaBr

EscÌeva a cquação da velocidade, de acordo con a lei da ação das ma$ai en lernos de concenlmção, sbeído quecÌâ ocom em dua elâPas:

-ìl etâpa (lenti): (cttr)rc-BÍ -

(cHr)rc@ + BÌê

2r ehpa (Iápida); (CHtr co + NaOH - (CHr)r C - oH + Na@

ExeÍcicr'os de tixoçoo WEF1) Atabela abaixo mostra a variaçãodâ massa de peróxido de hidrogênio qu€ ocoÍe na rea

cão de decomposicão desse peróxido:

2H2O2-2H2O+02

Calculê a vêlocidade módia dê decomposiçáo do p€róxido de hidrogênio nos intervalos:

a) deomina3minb) de3Íninã5min

c) de 5 min a 10 mind) de 5 min a 18 min

F

e) delOminãlamin

cêphuro 2 FâtoÌôs auê iníruem nâ vêtócidâdê 155

EF2l PaÉ â reação H2 + Cl, -

2HCl foÉm Íêitas ss seguintes medidas:

Calcule as velocidâdes de desaparccimento do Hr, de fomâção do HCt e da reagão nos

a) deosa3s b) de3sa6s c) de6sâ10s

EF3, Considere a reacão de Íomação do clo dreto, reprcsentada pelâ equação:H.+Cl,-2HClCalcule a velocidade de formação do HClem função da velocidade de desapãrêcimento

EF4) Dado o gÉfico, respondâ às questões propostas:

â) Ouala energia do complexo ativâdo?b) Oual a energia de ativagão paíã a rcãção A + B

-c) Ouâlâ energia de ativacão para a íeãção C = A +d) Ouãla ênersiâ absoruida na reacão A + B

- C?

eì Oual a enersia liberada na reação C + A + B?

c?B?

EF5) Escreva a oquação da lêi da ação das mâssas em função dâs concentfações motarcs edãs pressões parciaís dos reagentes pam as seguintes reacôes:a) CisÌ + Hrors) ' COro) + Hlo)bì c l r {sr + 2NOls)

- 2Nocirg}

c) NaFrêq) + Hror i ) + HFrao + NaoHlsqr

EF6l Como vã' ia quanr i tat ivamenre a velocidâde da reacao CàO.. COrs - CàCO,, . ,oua.do a concerLràcão molar do CO. ó l r ipt icada?

EF7) Determine o que ocotre com a velocidade dã reação 2NO, -

NrOa quando:a) ã concenÍa9ão molar do NO2 é duplìcãdajb) ã concêntracão molar do NO" é rcduzida à metsde.

156 unidàds 3 - cifêtica quÍmca

69 ÍoÌoÍ: €stodo sólidoA reâção de um sólido com outÍo reagente qualquer ocorre através de colisòes das par-

tículas do reagente com a superfícíe do stilído.Logo, não interessa saber qual a concentrâção do sóìido, mas sim qual a sua superÍïcie

Quanto maior essa superficìe, maioÌ o núm€ro de colisõ€s e maioÍ a veÌocidade.Pâra que você perceba meÌhoÍ a inflüência da superfície de contato na velocidade da

reação, vamos examinar duas exp€riênciâs.

Considere duas esfeías de ferro, com omesmo diâmetro, uma maciça e outra oca.E fácil perceber que duas esferas nessascondições, embora apresentem massas di-ferentes, possuem a mesma supeúícìe de

Agora, vamos colocar essas esfelas, isoladament€, em soÌuções de ácido cÌoúdrico(HCl) de mesma concentração. Ve ficamos que, inicialmente, a reação ocorre com a mes-ma veÌocidade, pois os cations Hà) efetuam o mesmo númeÍo de colisões com uma e comoutra esfera, pois a superfïcie disponível para essas colisões é a mesma.

A velocidade, de acordo com a lei da ação dâs massas, depende somente da conceniÌação dos íons H* (e não da concentração do sólido) e da sua supeÍfície de contato.

Considere, âgoÍa, em lugar das esfe-Ías, ún pfego e t!ína palha de aço.

Suponhamos que as massas do prego eda paÌha de âço sejam as mesmas, Entre-tanto, é fáciÌ peÍceber que as supeÍfícies decontato são difere les.

Vamos colocar o prego e a pâlha de aço em soluções de ácido cloridrico (HCl) de mes-ma concentÌâção. Percebemos, agoÍa, due a reação da palha de aço com o áòido é bemmais Íápida que a reação do prego com o ácido, o que nos mostra que a velocidade realmeniedepende da supedicie de contato, e não da concentÍação do pÍego ou da palha de aço.

10 s d! íeÍol! q de fero

15 kgì 000 q)

caphulo 2 Faio.es qle nluem na veocidade 157

ìf*-<KGÌ)

[#A palha de aço apresenta uma superficie de contato muito maior; assim, sofre um nú-

mero rnaior de colisões dos íons H'. Por isso, reage mais rapidâmente.

Conchsãol

Quanlo maior a supeÍficie de contato do sólido, mâioré o númeÍo de colisões poÌ partedo ouf io Íeagenre e, ds' im, mai\ rápida é a reaçáo.

Fer,)+2H'-Fe"+H:(reaÇão lenÍa)

H'U' .*_-- Ì r ]h '+

zn, ' !+(- , ' r j - - - : : - - :+

Fe(")+2H'-F€'z*+H,(Ìeação rápida)

ObsêÍvâções I

l) As Íeações químicas, além dos fatores estudados, podem ser influenciadas também poragentes tais como a /,l? e a ekíicidade.. A inflÌìência da Ìuz pode ser apreciâda na /otó[ìse e a foíossíníese:

Fotólise ë aÍe ção de decomposição d€ uma substância com absorção de luz (l):

6"61--]- ee + lct.

Fotossíntese ê a Íeação de composição de uma substância com absorção de ìuz:

6co: rzrr,o --l-'- - ("H,o" ôo: ôH:o

. A influência da eletricidad€ pode ser apreciada através de corrente elétÍica, faisca €létri-ca. eflúvioelétrico earcovoltaico. Obse el

j o,,., 3O,ro

2H,O(!) 2CL,t

158 unidôde 3 cinè,ica qurm'cã

2, A oúem de vma Íeação é dada pela soma dos expoenies aos quais estão elevadas as con-centrações na fórmuÌâ da veÌocidade, confoÍme a lei da ação das massas:

NzOa - 2NO,

v = k lN'Onll- lreaçâo de ordem 1 ou d€ 19 ordem)

4HBÍ+O2-zH'O+28r,

V = k tnsrl'to.l' (r€ação de oÍdem 2 ou de 21 ordem)

3) Moleculaidade de Ìuma reação é o númeÍo de moléculas qu€ se chocam €m cada etapada reação:

CÌ,H2O,, + H,O - C6H'!O6+ C6HDOóGrcsso)

v = k [c,,H2o,,]' (Íeação de ordem I ou de 19 ordem)

Esta é uma reação de molecülaÍidade 2 ou bimolecular, pois se dá pelo choque entÍeduas molecula. (C,rH..O , e H.O).

Dâda pela soma dos expoentes nafórmula davelocidade:

v=k.[A]" [B]v

x +y :0 + ordem zeÍox+y= I + ordem 1ou I a ordemx + y = 2 + ordem2ou2aordem

Dada pela soma dos coeficientes das substâncias

aA+ bB - C

a + b = 1 + moleculaÌidade 1 (monomolecìilar)a + b = 2 + molecÌlaridade2(bimolecular)a + b = 3

- molecularidade 3 (trimol€cular)

W ExercÍclos de oprcndizogem ffifffiWEA27) Un quimico dispuúa de dois frâsos idênticos, A e

B, conlendo cada üm a mema qudtidade de áci-do sullúÌico de concentrações iguais. No IÌaco Âcoiocou uÌna lâmjna de zi'co (Zr) de 100 g de nâs-$ e no lús{o B, lm s de zinco erì pó. EÌn qualtms{o a $ação entÌe zinco e ácido sulíúÍico &tmì-noü pdmeirc? ?or qüôl

f,A2J) Detemine a nol$llaÌidade dâs seguiiles rcaqoes:a) Pc\

- Pç1, t ç,,

b) CóH6 * 3CrH,

c)2Hl-H,+1,d) 2Hr + or - 2H,O

0 CrH, + 2Cl, - CrHrClaf) 2NO + O,

- 2NO,

f,429) Calcule a ordeÍn das Ìsçoer:ê) CaO(,) + Co,G)

- CaCOir,)b) CâCOrr,) - caoo + m:nc) H:c) + I1o

- 2HIk)

d) Hr(e) + I?o -

2HItu)