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slide cinética ufbaprofessora maria luiza
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Velocidade das reaes
Cintica Qumica- velocidade- mecanismo
H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) Go = -237 kJ/mol
(C6H10O5)n + O2 CO2 + H2O Go < 0celulose
A B
v = conc (mol/L) experimentalmente ?t seg
Propriedades:- Cor- Condutncia- Viscosidade- .....
Amostragem
Velocidade mdia vm e Velocidade instantnea vi
C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)Cloreto de butila lcool butlico
V = [C4H9Cl] =t
(800-400)s(0,017-0,042) mol/LVi =
Vi = 6,2.10-5 mol/L.s
Vm= (0,020-0,100) mol/L(800-0) s
Vm =1,0.10-4 mol/L.s
Expoentes na lei de velocidade
Para uma reao geral com a lei da velocidade
a reao de ordem m em relao ao reagente 1 e n em relao ao reagente 2.
A ordem global de reao m + n
Uma reao pode ser de ordem zero se m, n, so zero.
expoentes (ordens) tm que ser determinados experimentalmente. Eles no esto simplesmente relacionados com a estequiometria.
Exemplos
NO2(g) + CO(g) CO2(g) + NO(g) V = k[NO2]2 T
Teoria das colisesReao qumica:coliso rearranjo novas espcies
exemplo: Cl + NOCl NO + Cl2
Velocidade:- no colises / seg Z- frao de colises efetivas f- fator estrico p
Z.f.p = k
- no colises / seg concentrao
- frao de colises efetivas T
1 mol gs CNTP 1030 colises/seg
Para a reao CH3NC CH3CN
k = 2,52 10-5 s-1 a 190 C k = 3,16 10-3 s-1 a 250 C
- fator estrico
0,0022ClO Cl2 + O2
0,004CO + O2 CO2 + O
0,2H2 + I2 2HI
preao
Cl + NOCl Cl2+ NO
Teoria do complexo ativado
Ocorrendo coliso com: - Orientao provvel- Energia adequada (Ea)
Arrhenius
Complexo ativado (#)
A2 + B2 [A2B2]# 2AB
H3C N CCN
H3C H3C C N
CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g)OC + O-N=O [OCON=O]# O=C=O + N=O
reagentes complexo ativado produtos
H = -226 kJ
Ea = 134 kJ
Fatores que afetam a velocidade- natureza dos reagentes - estado fsico
- tipo- rea
- Concentrao- Temperatura- Catalisador
Temperatura
RTEa
Aek
=
k = constante de velocidadeEa = energia de ativaoR = constante dos gases (8,31 J/k mol) T = temperatura em KA = fator de freqncia (medida da probabilidade de uma coliso favorvel)A e Ea so especficos para uma determinada reao.
Arrhenius
ARTEk a lnln +=RT
EaAek
=
-5,761,91.10-33,16.10-3251,2
-7,371,98.10-36,30.10-4230,3
-9,852,12.10-35,25.10-5198,9
-10,592,16.10-32,52.10-5189,7
ln k1/T(K-1)k (s-1)T (oC)
Exemplo: CH3NC CH3CN
Tipos de catalisadores: Homogneo Heterogneo
Catlise homognea
exemplo2H2O2(aq) 2H2O(l) + O2(g) catalisador HBr(l)
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) catalisador NO(g)
1 etapa: catalisador(CH3)3COH + HBr (CH3)3CBr + H2Olcool terc-butlico intermedirio
2 etapa:(CH3)3CBr (CH3)2C=CH2 + HBr
isobuteno
Dados experimentais:Ea cat = 30,4 kcal/molEa no cat = 65,5 kcal/mol
Catlise heterogneaExemplo: hidrogenao do etilenoC2H4(g) + H2(g) C2H6(g)catalisador metlico (Ni, Pt ou Pd)
Experimento
Relogio de iodo
3 HSO3-(aq) + IO3-(aq) I-(aq) + 3 SO42-(aq) + 3 H+(aq)
5 I-(aq) + IO3-(aq) + 6 H+(aq) 3 I2(dissolvido) + 3 H2O(l)
I2(dissolvido) + HSO3-(aq) + H2O(l) 2 I-(aq) + SO42-(aq) + 3 H+(aq)
O iodo que no foi consumido na ltima etapa, acumula-se na soluo, reagindo com o amido, resultando na formao de um complexo de cor azul.
Experimento
- Tomar 2 provetas de 10 mL. - Em uma delas, colocar 10 mL de soluo de iodato (IO3) 0,02 mol/L e acrescentar 3 gotas de amido em gua. - Na outra, colocar 10 mL de soluo de cido sulfuroso (H2SO3) 0,01 mol/L.- Tomar um bquer de 50 mL, coloc-lo sobre um papel branco e adicionar, ao mesmo tempo, as duas solues preparadas no item 1. - Anotar, no quadro a seguir, o tempo necessrio para observar a formao da cor azul, indicando a formao de iodo (I2).- Repetir os itens 1 e 2 considerando os dados apresentados no quadro a seguir e anotando os resultados na coluna tempo.
35,220,0100,004522,560,0100,006417,380,0100,008314,750,0100,01029,110,0100,0201
Tempo (s)[H2SO3](mol/L)
[IO3-](mol/L)
Teste
Experimento
- Repetir o experimento anterior para avaliar como a velocidade de uma reao varia com a temperatura. -O experimento vai ser realizado em trs temperaturas distintas. -Anote o tempo de reao no quadro a seguir
8,6537,83
9,1131,42
10,7518,11Tempo (s)Temperatura (oC)Teste
Experimento - Tomar 2 tubos de ensaio e colocar, em cada um, 2 mL de soluo de HC 2 mol/L;- Adicionar, ao mesmo tempo, em um dos tubos um pouco de carbonato de clcio em p e, no outro, em pedaos;- Comparar o tempo de reao nos dois tubos.
Influncia do Catalisador
a- Tome dois tubos de ensaio e coloque em cada um 5 mL de soluo de H2C2O4 0,5 mol.L-1 e 1 mL de soluo de H2SO4 4 mol.L-1.
b- Em outros dois tubos, coloque em cada um 4 mL de soluo de KMnO4 0,04 mol.L-1 e a apenas um destes tubos adicione 5 gotas do MnSO4 0,1 mol.L-1.
c- A dois bqueres de 50 mL, transfira simultaneamente o contedo dos tubos contendo o cido oxlico e o permanganato de potssio.
d- Compare o tempo necessrio para as duas solues perderem a cor.
5C2O42- + 2 MnO4- + 16H+ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O
00,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0 10 20 30 40tempo (seg)
[
I
O
3
-
]
(
m
o
l
/
L
)
Seqncia1
Experimento: reao Relogio de iodo
Efeito da Concentrao
15
20
25
30
35
40
8 8,5 9 9,5 10 10,5 11
tempo (seg)
t
e
m
p
e
r
a
t
u
r
a
(
o
C
)
Seqncia1
Experimento: reao Relogio de iodo
Efeito da Temperatura
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