Cinética Química Prof. Emiliano Chemello Novembro/2008

Cinética QuímicaProf. Emiliano Chemello

Novembro/2008

Seja Bem-Vindo a Bento

Gonçalves

Seja Bem-Vindo a

Caxias do Sul

Hora da saída: 11:45

Hora da chegada: 12:45

Distância Bento-Caxias:

40 km

hkmh

km

t

dVm 40

1

40

Velocidade Média?

As reações químicas possuem velocidade?

2 NaN3(s) 2 Na(s) + 3 N2(g)

Gás que infla o airbag

2 Fe(s) + 3/2 O2(g)Fe2O3(s)

Ferrugem

A cabeça de palito de fósforo contém uma substância chamada trissulfeto de tetrafósforo. Esse composto inflama na presença de oxigênio, ocorrendo, à pressão ambiente, a liberação de uma grande quantidade de calor.

P4S3(s) + 8 O2(g) P4O10(s) + 3 SO2(g)

As reações químicas possuem velocidade?

Como medir a velocidade de uma reação química?

tVreação

||

Onde é a concentração molar e t é o tempo.

Representação Gráfica

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

0,1

0,11

0,12

0,13

0,14

0,15

0,16

0,17

0,18

0,19

0,2

0 5 10 15 20 25 30

Tempo (min)

Co

nc

en

tra

çã

o (

mo

l/L)

N2O5 (mol/L)

NO2(mol/L)

O2(mol/L)

Tempo (min)

N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g)

Note que a inclinação da curva NO2 é maior que a

curva O2, fato relacionado com os coeficientes

estequiométricos

Tempo (min)

N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

a) Velocidade média de consumo do N2O5 entre t = 0 e t = 5 min:

min.0064,0min0min5

|112,008,0|)50( Lmol

LmolLmolVm

Tempo (min)

N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

b) Velocidade média de consumo do N2O5 entre t = 5 e

t = 10 min:min.0048,0

min5min10

|08,0056,0|)105( Lmol

LmolLmolVm

t(min)

mol/L)N2O5(g)

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g)

Tempo (min)

N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

a) Velocidade média de produção do NO2 entre t = 0 e t = 5 min:

min.0128,0min0min5

|0064,0|)50( Lmol

LmolLmolVm

Tempo (min)

N2O5 (mol/L)

NO2

(mol/L)O2

(mol/L)

0 0,112 0 0

5 0,08 0,064 0,016

10 0,056 0,112 0,028

20 0,028 0,168 0,042

30 0,014 0,196 0,049

b) Velocidade média de produção do NO2 entre t = 5 e t = 10 min:

min.096,0min5min10

|064,0112,0|)105( Lmol

LmolLmolVm

t(min)

mol/L)[NO2]

[O2]

N2O5(g) 4 NO2(g) + 1 O2(g)

Velocidade de consumo de reagentes e velocidade de formação de produtos

t(min) [A] (mol/L)

0 1

10 0,8

20 0,667

30 0,571

40 0,5

2 A 4B + C

a) Velocidade média de consumo do reagente A, entre T=0 e t=10 min.

min.020,0min0min10

|18,0|)100( Lmol

LmolLmolVm

b) Velocidade média de produção do produto B, entre T=0 e t=10 min.

2 A 4B + C

2 mols de A -------- 4 mols de B

0,02 mol de A ------------------ x

x = 0,04 mol/L.min

b) Velocidade média de produção do produto C, entre T=0 e t=10 min.

2 A 4B + C

2 mols de A -------- 1 mols de B

0,02 mol de A ------------------ x

x = 0,01 mol/L.min

2 A 4B + C

Velocidade média de uma reação

2 4 + 1

0,02 mol/L.min 0,04 mol/L.min 0,01 mol/L.min

Vmédia da reação = 0,02 mol/L.min = 0,04 mol/L.min = 0,01 mol/L.min

2 4 1

Vmédia da reação = 0,01 mol/L.min

Velocidade média de uma reaçãosem especificação de se referir a reagentes ou produtos

aA + bB cC + dD

Vmédia da reação =VA

=aVB

=bVC

c =VD

d

Reação genérica

Teoria das Colisões

OO

NN

Colisão não efetiva em função da energia das moléculas

+OO

NN

OO

NN

N2 + O2 2 NO

Teoria das Colisões

O ON N

Colisão não efetiva em função da orientação das moléculas

+ O ON N

O ON N

N2 + O2 2 NO

Teoria das Colisões

OO

NN

Colisão efetiva = reação química!

+OO

NN

ONON

Complexo ativado!

N2 + O2 2 NO

Energia de Ativação (Ea)

“é a valor mínimo de energia que as moléculas dos reagentes devem possuir

para que uma colisão entre elas seja eficaz”

Energia de ativação Velocidade da reaçãoX

Representação gráfica da (Ea)

Representação gráfica da (Ea)

Atividade A partir do uso do software Excel e suas funções de produção de

gráficos e cálculo com a planilha eletrônica, faça o gráfico da variação de concentração em função do tempo dos reagentes e produtos e calcule a velocidade de consumo de cada um dos integrantes da equação nos seguintes intervalos de tempo:

a) 0 10

b) 10 20

c) 20 30

Sugestão: dê entrada dos dados no Excel® com a mesma ordem que se apresentam na tabela acima.