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 Programa Nacional Olimpíadas de Química PROJETO AÇÕES CONSTRUTIVAS DO CONHECIMENTO DE QUÍMICA NAS ESCOLAS PÚBLICAS DE ENSINO MÉDIO DE MANAUS/AM Josimar Lima da Silva Junior Monitor/Bolsista

Aula Cinética Química

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Programa Nacional Olimpíadas de Química

PROJETO AÇÕES CONSTRUTIVAS DO CONHECIMENTODE QUÍMICA NAS ESCOLAS PÚBLICAS DE ENSINO MÉDIO DE MANAUS/AM

Josimar Lima da Silva JuniorMonitor/Bolsista

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Em nosso dia a dia diversos fenômenos naturais (e artificiais) ocorrem sem que percebamos

Introdução

Curso de aprofundamento em Química

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Muitos deles acontecem emfrações de segundo

Enquanto outros levam muitosséculos para ser concluídos

Introdução

Curso de aprofundamento em Química

  a  u   l  a  s  -   f   i  s   i  c  a  -  q  u   i  m   i  c  a .  c  o  m

 

ciencia.hsw.uol.com.br

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Cientistas os estudam paracompreendê-los profundamente

É importante que nós , estudantes,tenhamos uma visão mais ampla

sobre alguns desses fenômenos

Introdução

Curso de aprofundamento em Química

  a  u   l  a  s  -   f   i  s   i  c  a  -  q  u   i  m   i  c  a .  c  o  m

 

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Que fenômenos são esses ?

Introdução

Curso de aprofundamento em Química

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 Explosão de fogos de artifício   t  o  p   i  c  o  s .  e  s   t  a   d  a  o .  c  o  m .   b  r

Curso de aprofundamento em Química

Reação de alta velocidade

Introdução

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 Oxidação 

 Fotossíntese 

Curso de aprofundamento em Química

Reações menos velozes

Introdução

 

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Que área da química estuda esses fenômenos?

Curso de aprofundamento em Química

Introdução

 

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Estudo da velocidade

das reações químicas

Cinética

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Estudo do controle

das reações químicas

Cinética

Cinética Química

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Por que estudar cinética?

É necessário saber em que velocidade as reações

ocorrem para podermos:

Aumentar a eficiência de processos industriais

Melhorar o desempenho de medicamentos

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Por que estudar cinética?

É necessário saber em que velocidade as reações

ocorrem para podermos:

Avaliar a capacidade destrutiva de explosivos

Determinar a idade de fósseis

Cinética Química

Curso de aprofundamento em Química 

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Por que estudar cinética?

É necessário saber em que velocidade as reações

ocorrem para podermos:

Estimar o tempo de formação de estrelas e galáxias

E o período de sua existênciaE muitas outras aplicações

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Curso de aprofundamento em Química 

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Cinética Química

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1) (UFV-MG) Assinale o fenômeno que apresenta

velocidade média maior.

a) A combustão de um palito de fósforob) A transformação de rochas em solos

c) A corrosão de um automóvel

d) O crescimento de um ser humano

e) A formação do petróleo a partir dos seres vivos

 

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Como estudar cinética?

 De forma semelhante àquela aplicada na física

 Calculamos a variação de algo (concentração) em relação ao tempo

Cinética Química

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Cinética Química

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Velocidade da reação =

Variação do tempo

Variação da concentração

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Cinética Química

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Velocidade da reação =

D tempo

D concentração

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1) (COVEST  – Adaptado) A decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente

fechado:

2NH3 N2 +  2 H3

A tabela abaixo indica a variação da concentração de reagente em função do tempo

Qual é a velocidade média do consumo do reagente nas duas primeiras horas de reação?

a) 4,0

b) 2,0

c) 10,0

d) 1,0

e) 2,3

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Cinética Química

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Vm = D tempo

D concentração=

(8,0 –     4,0)mol/L 

(2,0 –     0)h = 2,0 mol/L 

Concentração de NH3 em mol/L 8,0 6,0 4,0 1,0

Tempo em horas 0 1,0 2,0 3,0

 

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É importante saber

Cinética Química

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 A velocidade das reações dependem de alguns fatores

• A idéia principal é entender a frequência de colisão entre as partículas (Teoria das Colisões)

• Quanto maior a frequência dessas colisões, mais rápida é a reação!!! 

 

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Estado físico dos reagentes

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• Sólido: moléculas pouco agitadas

• Líquido: moléculas mais agitadas

• Gasoso: maior agitação que nolíquido

• Quanto mais rapidamente as

moléculas (de compostosdiferentes) se chocam maisrapidamente reagem

Exemplos do cotidiano

• Gás com líquido:refrigerantes

• Líquido com líquido: café comleite

• Líquido com sólido: chuvaácida corroendo a pintura deum carro

 

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Medicamentos no organismo humano

Remédio

Pílula Efervescente

Sólido Líquido

Qual deles fará efeitomais rápido?

 

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Você sabe por que?Medicamentos líquidos

são absorvidos maisrapidamente peloorganismo

 

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Cinética Química

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Isso ocorre porque sólidosprecisam ser quebradospelo estômago em partes

menores para poderchegar ao sangue

As moléculas doefervescente caem na

corrente sanguínea maisfacilmente que as dapílula

 

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Por isso, os medicamentoslíquidos agem mais

rapidamente no organismo

Como o líquido chega maisrápido ao sangue

É transportado maisdepressa ao seu local de

atuação

 

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Cinética Química

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Pergunta

Por isso, os remédioslíquidos atuam mais rápido

no organismo

Se os dois medicamentos são sólidos e um dos dois

está na forma triturada (dentro de uma cápsula)Qual dos dois fará efeito primeiro?

  

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Temperatura

Cinética Química

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• Em nosso dia a dia nos deparamoscom várias substâncias, algumasem temperaturas muitodiferentes   g   i  r

  o  e  m  p   i  a  u .  c  o  m .   b  r

  e   t   i   l   i  c  o  s .  c  o  m 

   t  o  m   b  e  m   t  o  g  o  r   d  o

• Quanto maior atemperatura, maior oestado de agitação dasmoléculas

• Quanto mais agitadas, onúmero de colisõesentre elas aumenta

 

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Conservação dos alimentos

facilsupermercado.com.br

  a  g  r  o  m  u  n   d  o .  c  o  m .   b

  r

submarino.com.br

O que acontece para que oalimento seja conservado

por mais tempo ?

 

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Cinética Química

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Na geladeira, atemperatura é bem maisbaixa que a do ambiente

As temperaturas maisbaixas diminuem a atividade

das bactérias e fungos quese depositam nos alimentos,estragando-os

 

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Por isso o alimento leva

mais tempo paraestragar na geladeira

Isso diminui a ação demicro-organismos e oalimento leva mais tempopara estragar

 

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Pergunta

Por isso, os remédioslíquidos atuam mais rápido

no organismo

Em comunidades ribeirinhas (algumas sem acesso aenergia elétrica) costuma-se jogar uma quantidade

grande de sal em peixes e carnes

O que os ribeirinhos esperam disso?

 

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Concentração dos Reagentes

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portaldoprofessor.mec portaldoprofessor.mec

• Quando aumenta-se a

concentração de um reagente,a velocidade da reaçãotambém aumenta

Isso acontece porque aumenta a

frequência das colisões entre osátomos das substâncias

 

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Cinética Química

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Pergunta

Por isso, os remédioslíquidos atuam mais rápido

no organismo

Imagine que uma pessoa tenha sido atacada porum escorpião. O veneno desse escorpião causa

dores fortes e febre muito alta

O que aconteceria a essa pessoa se ela fosse

atacada por dois escorpiões? Por quê?

 

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Presença de catalisadores

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Catalisadores são moléculas que aceleram reações• Diminuem a energia de ativação (energia necessária

para que a reação inicie)

• Não são consumidos no processo

 

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É importante saber

Cinética Química

Curso de aprofundamento em Química

• Os átomos se ligam quandocolidem de maneira favorável 

• Como as tomadas de nossascasas, que recebem apenas“plugs” achatados ou cilíndricos

• Ou ainda, a fechadura da porta,

que recebe a chave apenas com aparte cilíndrica voltada paracima

   N  o  v  a   t  o  s  n  o  m  a  c .  n

  e   t

   b   l  o  g   d  o

   t  o  n  y .  c  o  m .   b  r

 

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Cinética Química

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Colisão com Orientação desfavorável

H2 + Cl2  H2  + Cl2

Reação em fase gasosa 

 

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Cinética Química

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H2 + Cl2  2HCl 

Reação em fase gasosa 

Colisão com orientação favorável

HCl  HCl 

 

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Cinética Química

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H2 + Cl2  H2  + Cl2

Reação em fase gasosa 

Colisão com orientação favorável, mas comEnergia insuficiente

 

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Cinética Química

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H2 + Cl2  2HCl 

Reação em fase gasosa 

Complexo ativado 

Colisão com orientação favorável eEnergia suficiente

 

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Mecanismos de reação

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•  Muitas reações químicas acontecem em uma única etapa 

• Tais reações são chamadas de  Reações Elementares 

 A + B Novo CompostoEtapa 1:

 

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Mecanismos de reação

Cinética Química

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•  As demais acontecem após duas ou mais etapas 

• São as  Reações não Elementares 

 AB + C A + B + C

 A + B + C Novo Composto

Etapa 1:

Etapa 2 :

 

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Mecanismos de reação

Cinética Química

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•  Em reações não elementares 

A velocidade da reação é dada pela etapa mais lenta  

 AB + C A + B + C

 A + B + C Novo Composto

Etapa 1:

Etapa 2 :

     

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Cinética Química

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Velocidade instantânea =

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aA + bB cC + dD 

Velocidade Instantânea

Reações elementares:• x = a•  y = b

Reações não elementares:• x e y : coeficientes da

etapa mais lentaConstanteConcentração de AConcentração de B

K . [A]x . [B]y 

 

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Cinética Química

Reação:Água e efervescente

Experimentos

Curso de aprofundamento em Química 

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Cinética Química

Curso de aprofundamento em Química 

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Cinética Química

Curso de aprofundamento em Química

10 °C20 °C 20 °C 20 °C80 °C

 Menor tempo = mais rápida temperatura a Velocidade

1) (PUC-RS - Adaptado) Responder à questão com base no esquema a

seguir

Pelo exame do esquema, pode-se afirmar que as reações que ocorrem emmenor tempo que a do frasco I são as dos frascos:

a) II e IIIb) II e IV

c) II e V

d) III e IV

e) III e V

 

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