CINÉTICA QUÍMICACINÉTICA QUÍMICA

Profª. Norilda Siqueira de OliveiraProfª. Norilda Siqueira de Oliveirawww.norildasiqueira.wikispaces.comwww.norildasiqueira.wikispaces.com

Toda reação química necessita de um Toda reação química necessita de um certo tempo para se completar.certo tempo para se completar.

Reação de neutralizaçãoReação de neutralização.(reação muito rápida)..(reação muito rápida).

HH22SOSO4 4 + NaOH+ NaOH→ Na→ Na22SOSO44 + H + H22OO

Formação da HFormação da H22O O ( pode ficar anos sem ocorrer, mas ( pode ficar anos sem ocorrer, mas uma faísca desencadeará uma reação explosiva).uma faísca desencadeará uma reação explosiva).

HH22 + ½ O + ½ O22 → H → H22OO

Transformação de gases tóxicos em não-Transformação de gases tóxicos em não-tóxicos. tóxicos. (Condições ambiente lenta, mas em condições (Condições ambiente lenta, mas em condições adequada pode ser usada para diminuir a poluição emitida pelos adequada pode ser usada para diminuir a poluição emitida pelos automóveis).automóveis).

2 CO + 2 NO →2 CO2 CO + 2 NO →2 CO2 2 + N+ N22

A CINÉTICA QUÍMICAA CINÉTICA QUÍMICA

Cinética química (cinética vem Cinética química (cinética vem do grego kinetiké, significa do grego kinetiké, significa “movimento”). “movimento”).

Esse ramo da ciência se Esse ramo da ciência se preocupa em estudar a rapidez preocupa em estudar a rapidez das reações químicas e os das reações químicas e os fatores que a influenciam.fatores que a influenciam.

COMO OCORRE UMA COMO OCORRE UMA REAÇÃO QUÍMICAREAÇÃO QUÍMICA

COLISÃO ENTRE AS COLISÃO ENTRE AS MOLÉCULASMOLÉCULAS

COLISÃO EFETIVACOLISÃO EFETIVA

COLISÃO NÃO-EFETIVACOLISÃO NÃO-EFETIVA

COMPLEXO ATIVADOCOMPLEXO ATIVADO

Complexo ativado é o estado Complexo ativado é o estado intermediário formado entre intermediário formado entre reagente e produtos, em cujas reagente e produtos, em cujas estruturas existem ligações estruturas existem ligações enfraquecidas(reagentes) e enfraquecidas(reagentes) e formação de novas formação de novas ligações(produtos).ligações(produtos).

E1= energia dos reagentes (r)E1= energia dos reagentes (r) E2= energia do complexo ativado (CA)E2= energia do complexo ativado (CA) E3= energia dos produtos (p)E3= energia dos produtos (p) b=energia de ativação da reação diretab=energia de ativação da reação direta c=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)c=variação de entalpia (D H= Hp – Hr)

VELOCIDADE MÉDIA DE VELOCIDADE MÉDIA DE UMA REAÇÃOUMA REAÇÃO

A velocidade de uma reação, se trata da velocidade A velocidade de uma reação, se trata da velocidade com que um reagente está sendo consumido ou com que um reagente está sendo consumido ou com que um produto está sendo formado num com que um produto está sendo formado num intervalo de tempo.intervalo de tempo.

Velocidade média =Velocidade média =tempo

quantidade

Concentração Concentração

dede NH NH3 3

(mol.L(mol.L-1-1)) 8,08,0 4,04,0 2,02,0 1,01,0

Tempo (h)Tempo (h)

0000 1,0 1,0 2,02,0 3,03,0

2 NH3 → N2 + 3H2

FATORES QUE INFLUENCIAM FATORES QUE INFLUENCIAM NA VELOCIDADE DA REAÇÕESNA VELOCIDADE DA REAÇÕES

Área de contato entre os Área de contato entre os reagente;reagente;

Concentração dos reagente;Concentração dos reagente; Temperatura e energia de Temperatura e energia de

ativação;ativação; Ação de catalisadores.Ação de catalisadores.

CONCENTRAÇÃO DOS CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTESREAGENTES

Quanto maior a concentração Quanto maior a concentração dos reagentes, maior será a dos reagentes, maior será a velocidades da reação.velocidades da reação.

O carvão na churrasqueira quando abanado fica O carvão na churrasqueira quando abanado fica incandescente porque estamos aumentando a [ ] de incandescente porque estamos aumentando a [ ] de gás oxigênio (Ogás oxigênio (O2 2 , que é reagente na combustão), , que é reagente na combustão),

portanto aumenta a velocidade da reação.portanto aumenta a velocidade da reação.

O OO O2 2 é o responsável pela deterioração do suco de é o responsável pela deterioração do suco de laranja.Dentro da laranja a [ ] de Olaranja.Dentro da laranja a [ ] de O2 2 baixa o suco dura baixa o suco dura alguns dias, mas fora aumentando a [ ] de Oalguns dias, mas fora aumentando a [ ] de O2 2 e o e o suco estraga muito rápido.suco estraga muito rápido.

ÁREA DE CONTATO ENTRE ÁREA DE CONTATO ENTRE OS REAGENTESOS REAGENTES Esse fator tem sentido quando um Esse fator tem sentido quando um

dos reagentes for sólidodos reagentes for sólido .( batata, estômago).( batata, estômago)

FeFe(prego) (prego) + H+ H22SOSO4(aq)4(aq) → FeSO→ FeSO4 (aq) 4 (aq) + H+ H2(g) 2(g) V V11

FeFe(limalha) (limalha) + H+ H22SOSO4(aq)4(aq) → FeSO→ FeSO4 (aq) 4 (aq) + H+ H2(g) 2(g) VV22

Na segunda reação a área de contato é maior.Na segunda reação a área de contato é maior.

Portanto VPortanto V22 › V › V11

ENERGIA DE ATIVAÇÃOENERGIA DE ATIVAÇÃO

Além de colisões com orientação Além de colisões com orientação espacial adequada, as moléculas espacial adequada, as moléculas devem apresentar uma energia devem apresentar uma energia cinética mínima que propicie uma cinética mínima que propicie uma ruptura das ligações entre os ruptura das ligações entre os reagentes e formação de novas reagentes e formação de novas ligações, nos produtos.ligações, nos produtos.

Quanto maior a energia de ativação, Quanto maior a energia de ativação, mais lenta é a reação.mais lenta é a reação.

O que é EO que é Eaa??

È a energia mínima necessária para ativar È a energia mínima necessária para ativar as moléculas fazendo com que elas as moléculas fazendo com que elas colidam efetivamente, possibilitando o colidam efetivamente, possibilitando o início da reação.início da reação.

Quanto maior a Quanto maior a EEaa, mais lenta é , mais lenta é

a reação.a reação.

C.A.= Complexo ativado.Ea = Energia de ativação.HR. = Entalpia dos reagentes.HP. = Entalpia dos produtos.∆H = Variação de entalpia.

TEMPERATURA.TEMPERATURA.

↑↑TEMPERATURA TEMPERATURA ↑↑ ENERGIA CINÉTICA ENERGIA CINÉTICA ↑↑ COLISÃO COLISÃO ↑↑ VELOCIDADE VELOCIDADE

Regra de Van’t Hoff: um aumento em 10ºC provoca uma Regra de Van’t Hoff: um aumento em 10ºC provoca uma duplicação na velocidade da reação.duplicação na velocidade da reação.

Os alimentos gelados estragam com menor facilidade, pois a velocidade da reação diminui.

Os incêndios se alastram rápido porque a energia liberada pela combustão (exotérmica)ajuda as moléculas que ainda não reagiram a vencer as barreiras energéticas que separa reagentes e produtos.

Temperatura, cinética e seres Temperatura, cinética e seres vivos.vivos. Todo ser vivo depende do conjunto de reações Todo ser vivo depende do conjunto de reações

químicas que acontecem no corpo, chamado de químicas que acontecem no corpo, chamado de metabolismo.metabolismo.

A velocidade dessas reações dependem, da A velocidade dessas reações dependem, da temperatura do corpo. (média de 37°C)temperatura do corpo. (média de 37°C)

Hipertermia, aumento da temperatura corporal, Hipertermia, aumento da temperatura corporal, aumenta o metabolismo aumentando assim o aumenta o metabolismo aumentando assim o consumo de oxigênio e glicose. A febre é uma consumo de oxigênio e glicose. A febre é uma defesa contra vírus e bactérias.defesa contra vírus e bactérias.

Temperaturas acima de 41,7°C pode causar a Temperaturas acima de 41,7°C pode causar a morte pois destroem substâncias vitais, as morte pois destroem substâncias vitais, as enzimas.enzimas.

Temperatura, cinética e seres Temperatura, cinética e seres vivos.vivos.

Hipotermia, diminuição da temperatura corporal. Hipotermia, diminuição da temperatura corporal. Abaixo de 30°C a pessoa pode morrer, pois as Abaixo de 30°C a pessoa pode morrer, pois as reações químicas vitais não ocorrem. reações químicas vitais não ocorrem.

O uso controlado da hipotermia é usada pelos O uso controlado da hipotermia é usada pelos médicos nas cirurgias. Pois diminui o consumo de médicos nas cirurgias. Pois diminui o consumo de OO22 do coração ou do cérebro e reduz a chance de do coração ou do cérebro e reduz a chance de

danos causados pela circulação sanguínea, danos causados pela circulação sanguínea, inevitável em alguns procedimentos cirúrgicos.inevitável em alguns procedimentos cirúrgicos.

Répteis e a anfíbios possuem o metabolismo Répteis e a anfíbios possuem o metabolismo extremamente sensível á temperatura ambiente. As extremamente sensível á temperatura ambiente. As velocidades das reações metabólicas aumentam velocidades das reações metabólicas aumentam durante o dia e diminuem durante a noite devido a durante o dia e diminuem durante a noite devido a temperatura.temperatura.

TEMPERATURA X ETEMPERATURA X Eaa

As variações de temperatura As variações de temperatura modificam o valor da constante de modificam o valor da constante de velocidade (K).velocidade (K).

Um aumento da T Um aumento da T aumenta a aumenta a frequências das colisõesfrequências das colisões intermoleculares e aumenta a intermoleculares e aumenta a energia cinética das moléculas energia cinética das moléculas fazendo com que um maior número fazendo com que um maior número alcance a alcance a energia de ativaçãoenergia de ativação..

Um aumento na energia cinética Um aumento na energia cinética (agitação das moléculas) favorece a (agitação das moléculas) favorece a ruptura das ligaçõesruptura das ligações..

CATÁLISE CATÁLISE (CATALISADOR)(CATALISADOR)

Entende-se por catálise toda e Entende-se por catálise toda e qualquer reação que ocorre com a qualquer reação que ocorre com a presença de um catalisador.presença de um catalisador.

Catálise homogêneaCatálise homogênea: o catalisador e : o catalisador e os reagentes constituem uma única os reagentes constituem uma única fase.fase.

Catálise heterogêneaCatálise heterogênea: o catalisador : o catalisador e reagentes constituem mais de e reagentes constituem mais de uma fase.uma fase.

AÇÃO DOS AÇÃO DOS CATALISADORESCATALISADORES O catalisador é uma substância que O catalisador é uma substância que

aumenta a velocidade da reação, aumenta a velocidade da reação, sem ser consumida durante tal sem ser consumida durante tal processo.processo.

Os catalisadores encontram Os catalisadores encontram caminhos alternativos para a caminhos alternativos para a reação, envolvendo menor reação, envolvendo menor energia.(diminuem a Ea, energia.(diminuem a Ea, tornando-a mais rápida).tornando-a mais rápida).

REAÇÃO COM E SEM REAÇÃO COM E SEM CATALISADORCATALISADOR

CATALISADORCATALISADOR

SOSO2(g) 2(g) + ½ O+ ½ O2(g) 2(g) →SO→SO3(g) 3(g) EEaa=+ 240 KJ.mol=+ 240 KJ.mol-1 -1

sem catalisadorsem catalisador Utilizando o NOUtilizando o NO2(g) 2(g) como catalisador a Ecomo catalisador a Eaa se se

reduz para 110 KJ.molreduz para 110 KJ.mol-1, -1, tornado a reação tornado a reação extremamente mais rápida.extremamente mais rápida.

Mecanismo da reaçãoMecanismo da reação SOSO2 2 + NO+ NO2 2 →SO→SO3 3 + NO+ NO EE11 consumo do catalisador consumo do catalisador

NONO + ½ O+ ½ O2 2 → NO→ NO22 EE22 regeneração do catalisador regeneração do catalisador

SOSO2 2 + ½ O+ ½ O2 2 →SO→SO3 3 Equação global EEquação global Eaa= +110 KJ.mol= +110 KJ.mol-1 -1

GÁS TÓXICO EM NÃO GÁS TÓXICO EM NÃO TÓXICOTÓXICO

CARACTERÍSTICAS DOS CARACTERÍSTICAS DOS CATALISADORESCATALISADORES Somente aumentam a velocidades; Somente aumentam a velocidades; Não são consumidos;Não são consumidos; Não iniciam reação, mas interferem Não iniciam reação, mas interferem

nas que já ocorreram sem sua nas que já ocorreram sem sua presença;presença;

Podem ser usados em pequenas Podem ser usados em pequenas quantidades;quantidades;

Seus efeitos podem ser diminuídos Seus efeitos podem ser diminuídos pela presença de “venenos de pela presença de “venenos de catálise”.catálise”.

INIBIDOR E VENENOINIBIDOR E VENENO

Inibidor: é uma substância que Inibidor: é uma substância que retarda a velocidade da reação.retarda a velocidade da reação.

Veneno: é uma substância que Veneno: é uma substância que anula o efeito de um catalisador.anula o efeito de um catalisador.

PRESSÃOPRESSÃO

Pressão a proximidade número de velocidade Pressão a proximidade número de velocidade . das moléculas colisões da reação . das moléculas colisões da reação

CUIDADOSCUIDADOS

Quando os reagentes se encontram no Quando os reagentes se encontram no estado gasoso, a equação pode ser escrita estado gasoso, a equação pode ser escrita em termos da pressão parcial dos em termos da pressão parcial dos reagentes. Isso pode ser feito porque a reagentes. Isso pode ser feito porque a pressão parcial é proporcional a pressão parcial é proporcional a concentração molar.concentração molar.

Quando um dos reagentes se encontra no Quando um dos reagentes se encontra no estado sólido, a sua concentração não estado sólido, a sua concentração não aparece na equação da lei de ação de aparece na equação da lei de ação de massas, isso se deve porque as colisões massas, isso se deve porque as colisões intermoleculares se dão na superfície do intermoleculares se dão na superfície do sólido de modo que a velocidade da sólido de modo que a velocidade da reação depende da superfície de contato e reação depende da superfície de contato e não da concentração.não da concentração.

A velocidade é proporcional a A velocidade é proporcional a concentração dos reagentes. Esse concentração dos reagentes. Esse fator é expresso pela fator é expresso pela Lei da Ação Lei da Ação das massas ou Lei Cinética. das massas ou Lei Cinética. (Gulberg e Waage)(Gulberg e Waage)

V = k [A]V = k [A]aa [B] [B]bb

V = velocidade da reação;V = velocidade da reação; [ ] =[ ] =concentração da substância em concentração da substância em

mol / L;mol / L; k = constante da velocidade k = constante da velocidade

específica para cada temperatura.específica para cada temperatura.

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

SARDELLA, Antônio. QUÍMICA. Série Novo Ensino Médio. Edição compacta. Volume único. Ática. São Paulo – SP, 2003.

Cinéticaquímica.Cinéticaquímica.http://www.slideshare.net/Aikhaa/cintica-quhttp://www.slideshare.net/Aikhaa/cintica-qumicamica. . Acessado em 29-10-2009

Cinéticaquímica<http://Cinéticaquímica<http://images.google.com.br/imgres?> images.google.com.br/imgres?> Acessado em 29-10-2009