Conceitos de

Cinética Química

Hugo Félix

Explicar o que é cinética

química, apresentando seus

principais conceitos e

exemplificando algumas

reações químicas.

Conteúdos O que é cinética química?;

Velocidade de uma reação química e unidade;

Velocidade de uma reação química e a concentração;

Velocidade instantânea de uma reação;

Lei de velocidade;

Lei de velocidade e ordem de uma reação;

Revisão;

Lei de velocidade integrada de primeira ordem;

Aplicação da lei de velocidade integrada de primeira ordem;

Lei de velocidade integrada de segunda ordem;

Modelo de reações: a teoria do complexo ativado;

Teoria do complexo ativado: características;

Teoria do complexo ativado: exemplos;

Catalisadores;

Catalisadores químicos e biológicos;

Revisão.

O que é cinética química?

Uma área da química envolvida no

estudo das reações químicas.

Velocidade de uma reação

química e unidade

Na física:Vm=∆S/∆t .: ∆S= variação da posição e

∆t= variação do tempo.

Na química:Vm=-∆[x]/∆t .: x massa do composto

molaridade do composto e ∆t= variação dotempo.

Velocidade de uma reação

química e a concentração

Vm=-∆[x]/∆t

aA + bB cC + dD Reação química genérica

Como expressar a velocidade de uma reaçãoquímica independentemente dos coeficientesestequimiométrico?

Velocidade de uma reação química e a concentração

• Vm=-∆[x]/∆T

aA + bB cC + dD Reação química genérica

• Como expressar a velocidade de uma reaçãoquímica independentemente dos coeficientesestequimiométrico?

𝑉𝑚 = - 1∆[𝐴]

𝑎∆𝑇 = -

1∆[𝐵]

𝑏∆𝑇 =

1∆[𝐶]

𝑐∆𝑇 =

1∆[𝐷]

𝑑∆𝑇 vm

A velocidade instantânea

de uma reação

Velocidade de uma reação química emtermos da derivada*.

* Derivada: Operação matemática relacionandoduas variáveis.

A velocidade instantânea da reação

Vm = - 1d[A]

a∆T = -

1d[B]

b∆T =

1d[C]

c∆T =

1d[D]

d∆T Vm

Lei de velocidade

V= k[X]a .: V=V(X)V velocidade da reação; k Constante de

velocidade e X Concentração da espécie.

Expresse a velocidade de isomerização do isocianeto de

hidrogênio para cianeto de hidrogênio?

1) Reação química: HNC(g) HCN(g)

2) Lei de velocidade*: V=k[HNC]a

*Uma lei de velocidade é determinada experimentalmente.

Lei de velocidade e ordem

de uma reação Ordem da reação*: valor do expoente da

concentração

Exemplo: H2 + Br2 2HBr .: V= k[H2][Br2]1/2

Ordem de reação para [H2] = 1

Ordem de reação para [Br2] = ½

Qual a ordem de reação global para a

reação acima? 1+1/2 = 3/2.

*A ordem da reação assuem valores inteiros ou semi-inteiros.

Revisão

O que é cinética química?;

Velocidade de uma reação e unidade;

Velocidade de uma reação e

concentração;

Velocidade instantânea;

Lei de velocidade;

Ordem de uma reação;

Lei de velocidade integrada de

primeira ordem

V=k[A] V = - d[A]/dt = k[A]

d[A]/[A]=-kdt

[A]f=[A]oe-kt

Aplicação da Lei de velocidade

integrada de primeira ordem

Calcule a concentração de N2O5 remanescente 600s(10min) após o início de sua decomposição a 65ºC,quando sua concentração inicial era 0,040 Mol/L. Aconstante k vale 5,2x10-3 s-1.

1) reação química: 2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)

2) velocidade: V=k[N2O5]

3) [A]f=[A]oe-Kt: [N2O5]f= [N2O5]ie-kt

4) [N2O5]f= (0,040 Mol/L).e-(5,2x10-3s-1)x(600s)

5) [N2O5]f= 0,0018Mol/L

Análise da reação:

Após 600s, a concentração de N2O5 cai de 0,040 Mol/Lpara 0,0018 Mol/L.

Lei de velocidade integrada de

segunda ordem

• V=k[A] 2 V =-d[A]/dt = k[A]2

d[A]/[A]2=-kdt

[A]f=[A]o

1 + [A]okt

Modelo de Reações: A teoria do

complexo ativado

Usada para explicar como aconteceuma reação química.

Aplica-se a gases e soluções;

Mais geral que a teoria das colisões,a qual foi elaborada para descrevergases.

A teoria do complexo ativado:

características

1) Choques entre moléculas reação

química;

2) Energia mínima (Ea) Energia de

ativação;

3) Formação de estado de transição*;

4) Maior temperatura Mais

moléculas com energia de ativação.

*Estado intermediário de alta energia entre reagentes e produtos.

A teoria do complexo ativado:

exemplosChoques entre moléculas

Energia de ativação (Ea)

↑ Temperatura

↑Energia

Catalisadores

Qual a utilidade dos catalisadores? Baixar a energia de ativação.

Um catalisador fornece um novo

caminho de reação com

energia de ativação mais baixa.

Portanto, permitindo que mais

moléculas reagentes cruzem

a barreira e formem produtos.

Catalisadores químicos e

biológicosCatálise química Catálise biológica

Proteínas com funções

catalisadoras.

Catalisadores metálicos no

escapamento de um automóvel.

Revisão

Lei de velocidade integrada de primeira ordem;

Lei de velocidade integrada de segunda ordem;

Modelos de reações;

Teoria do complexo ativado:características e

exemplos;

Catalisadores químicos e biológicos.

Obrigado.