Cinética Química

Cinética química é o ramo da química que estuda a velocidade de uma reação.

Sabemos, por simples observação,que os processos químicos podem ser lentos ou rápidos,então introduzimos a grandeza Velocidade de Reação.

Velocidade média de uma reação é a razão entre a variação do número de mols de um participante e o intervalo de tempo gasto nessa variação.

Podemos expressar as quantidades dos reagentes ou dos produtos em:

• Gramas
  
• Litros
• Mols
• Molaridades(mols / litros)

Fatores que influenciam na velocidade

A velocidade de uma reação depende de fatores como:

• Colisão entre as moléculas
• Energia de ativação
• Temperatura
• Concentração dos reagentes
• Pressão
• Catalizador
• Superfície de contato
  

Colisão entre as moléculas reagentes

Para que substâncias possam reagir,suas moléculas devem colidir entre si ,de maneira que ocorra quebra das ligações.

O choque entre as moléculas deve acontecer com uma orientação favorável, e com uma energia suficiente

Portanto quanto maior o número de colisões com boa orientação das moléculas dos regentes, maior é a velocidade da reação.

Energia de ativação

Para que uma reação ocorra são necessárias colisões entre as moléculas dos reagentes, essas colisões devem acontecer numa orientação geométrica favorável e com energia igual ou superior à energia de ativação da reação.

Energia de ativação é um obstáculo que as moléculas precisam vencer, é a energia necessária para a reação começar.

Quanto maior a energia de ativação, menor a velocidade da reação.

Temperatura

Com o aumento da temperatura ocorre um aumento da energia cinética média das moléculas. Quanto mais alta a temperatura, maior é o número de moléculas em condições de reagir, portanto mais rápida é a reação.

Van`Tholf, cientista holandês do século XIX, dizia que: Um aumento de 10 graus na temperatura duplica a velocidade de uma reação.

Essa regra é aproximada, tendo muitas limitações.

Concentração dos reagentes

Um aumento das concentrações dos reagentes aumenta o número de colisões entre as moléculas dos reagentes, aumentando a velocidade da reação.

Lei de Gudberg e Wage, enunciada em 1864:

A velocidade de uma reação, num dado instante e a cada temperatura , é proporcional ao produto das concentrações molares dos reagentes, elevadas a potência experimentalmente determinadas.

Pressão

A variação da pressão só altera a velocidade de reação quando pelomenos um dos reagentes estivar no estado gasoso.

Quando os reagentes forem gasosos, com o aumento da pressão, o volume diminui a concentração da reação.

Catalizador

A função do catalizador é abaixar a energia de ativação de uma reação, aumentando a velocidade. O catalizador é uma substância que não se altera qualitativamente, ou seja é uma substância que aumenta a velocidade de reação, sem ser consumida.

Portanto, o catalizador diminui a energia de ativação aumentando a velocidade de reação.

Superfície de contato

Se numa reação atuam reagentes em distintas fases, o aumento da superfície de contato entre eles aumenta a velocidade das reações. Considerando, por exemplo, uma reacção entre uma substância sólida e uma líquida, quanto mais reduzida a pó estiver a substância sólida, maior é a superfície de contacto entre as partículas de ambas as substâncias e portanto, maior é a possibilidade de essas partículas colidirem umas com as outras.

Velocidade de reação

aA + bB ® cC + dD

vmédia de formação de C = D[C] ——— Dt

vmédia de consumo de A = -D[A] ——— Dt

vmédia da reação = -D[A] ——— a·Dt = -D[B] ——— b·Dt = -D[C] ——— c·Dt = -D[D] ——— d·Dt

Lei da velocidade de reação

aA + bB + ... ® produtos

v = k [A]p [B]q

• p e q são experimentalmente determinados
• k = constante de velocidade de reação; aumenta com a temperatura
• p = ordem da reação em relação a A
• q = ordem da reação em relação a B
• p + q + ... = ordem da reação

Reagente(s) gasoso(s) - A pressão de um gás é diretamente proporcional à sua concentração em mol/L. Por isso, no caso de reagente(s) gasoso(s), a lei de velocidade pode ser expressa em termos de pressão.

Para aA_(g) + bB_(g) + ... ® produtos, temos:

v = k·p^p_A·p^q_B

O aumento da pressão aumenta a velocidade da reação. Quando não há reagente gasoso, a pressão não influi na velocidade da reação.

Reação elementar é aquela que ocorre numa única etapa. Neste caso, para aA + bB + ... ® produtos, temos:

v = k [A]^a [B]^b...

Mecanismo de reação é o conjunto das etapas em que ocorre a reação. A etapa lenta é a que determina a velocidade da reação. O mecanismo de uma reação é proposto com base no estudo de sua velocidade.

Superfície de contato - Quanto maior for o grau de dispersão de um sólido, maior será a sua superfície e maior será a velocidade da reação na qual é reagente.