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CINÉTICA QUÍMICACINÉTICA QUÍMICA
O que você deve saber sobre
A cinética química estuda a rapidez com que as reações ocorrem e também os fatores que podem afetá-la. As colisões entre as moléculas que reagem permitem explicar a existência de reações rápidas e lentas.
CINÉTICA QUÍMICA
I. Teoria das colisões
TEORIA DAS COLISÕES
II. Determinação da velocidade da reação
∆tempo = intervalo de tempo
∆quantidade = módulo da variação da
concentração do reagente ou do produto
|∆quantidade|
∆tempo
Vm = velocidade da reação
Vm =
CINÉTICA QUÍMICA
Concentração
Pressão
Superfície de contato e tamanho das partículas
Temperatura
III. Fatores que afetam a velocidade da reação
Efeito da concentração sobre a velocidade da reaçãoClique aqui para ver a animação.
CINÉTICA QUÍMICA
Catalisador
III. Fatores que afetam a velocidade da reação
Efeito do catalisador sobre a velocidade da reaçãoClique aqui para ver a animação.
CINÉTICA QUÍMICA
IV. Gráficos de entalpia e energia de ativação
GRÁFICO DE ENTALPIA: REAÇÃO EXOTÉRMICA ∆H < 0
CINÉTICA QUÍMICA
IV. Gráficos de entalpia e energia de ativação
GRÁFICO DE ENTALPIA: REAÇÃO ENDOTÉRMICA ∆H > 0
CINÉTICA QUÍMICA
V. Determinação da equação da velocidade
[R] = concentração molar dos reagentes
v = k [R]n
k = constante de velocidade
n = ordem dos reagentes
CINÉTICA QUÍMICA
Observe os dados:
[NO2]: concentração de NO2 em mol/L.[CO]: concentração de CO em mol/L.v: velocidade de reação em um determinado instante
V. Determinação da equação da velocidade
Entre os experimentos 1 e 2, a [CO] dobrou e a velocidade não foi modificada. A velocidade da reação não depende da [CO].
Entre os experimentos 2 e 3, a [NO2] dobrou e a velocidade
quadruplicou.
Velocidade aumenta quatro vezes quando dobra a [NO2].
CINÉTICA QUÍMICA
v = ou v =
A equação da velocidade da reação:
V. Determinação da equação da velocidade
Ordem da reação: 2ª ordem (0 + 2)
k [CO]0 • [NO2]2CO:
ordem zero
k [NO2]2NO2:
2ª ordem
CINÉTICA QUÍMICA
Equação da velocidade não coincide com a estequiometriada reação (1 mol de NO2 e 1 mol de CO):
Reação (etapas intermediárias):
V. Determinação da equação da velocidade
Então, v = k [NO2]2
CINÉTICA QUÍMICA
V. Determinação da equação da velocidade
CINÉTICA QUÍMICA
(Uerj)Uma mistura gasosa ideal de propano e ar é queimada a uma pressão constante, gerando 720 litros de CO2 por hora,medidos a 20 °C. Sabe-se que o propano e o ar encontram-se em proporção estequiométrica.
Determine a velocidade média de reação da mistura em relação ao ar,considerando a composição do ar 21% de O2‚ e 79% de N2, em volume.Dados: massas moleculares em g/mol O = 16,00; N = 14,00; C = 12,00
CINÉTICA QUÍMICA — NO VESTIBULAR
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RESPOSTA:
(UFSCar-SP)O primeiro veículo lançador de satélites (VLS) desenvolvido no Brasil foi destruído por um incêndio, em 22 de agosto de 2003,causando a morte de 21 engenheiros e técnicos. O incêndio ocorreu devido à combustão do combustível sólido da aeronave,atingindo temperaturas da ordem de 3.000 °C. Suponha que um ônibus espacial utilize um combustível sólido constituído dealumínio em pó, perclorato de amônio (NH4ClO4) e o catalisador óxido de ferro (III). Durante a decolagem, o Fe2O3 catalisa a reaçãoentre NH4ClO4 e Al, resultando nos produtos sólidos Al2O3 e AlCl3 e gasosos NO e H2O.
a) Escreva a equação química, devidamente balanceada,da reação que ocorre durante a decolagem desse ônibus espacial.
b) O gráfico a seguir apresenta as curvas de uma reação que ocorrena presença e na ausência de um catalisador. Relacione os segmentosA e B com as energias correspondentes e a dependência dos mesmos com o catalisador.
RESPOSTA: 3 NH4ClO4 + 3 Al Al2O3 + AlCl3 + 3 NO + 6 H2OEX
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RESPOSTA: Segmento A: Energia de ativação da reação catalisada. A energia de ativação é menor na presença do catalisador.Segmento B: Variação de entalpia, que não depende do catalisador.
CINÉTICA QUÍMICA — NO VESTIBULAR
(Unifesp)Estudos cinéticos da reação entre os gases NO2 e CO na formação dos gases NO e CO2 revelaram que o processo
ocorre em duas etapas: I. NO2(g) + NO2(g) NO(g) + NO3(g)
II. NO3(g) + CO(g) NO2(g) + CO2(g)
O diagrama de energia da reação está esquematizado a seguir.
a) Apresente a equação global da reação e a equaçãoda velocidade da reação que ocorre experimentalmente.
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RESPOSTA:
CINÉTICA QUÍMICA — NO VESTIBULAR
b) Verifique e justifique se cada afirmação a seguir é verdadeira:I. A reação em estudo absorve calor.
II. A adição de um catalisador, quando o equilíbrio é atingido,aumenta a quantidade de gás carbônico.
RESPOSTA: Falsa, pois, pelo gráfico, observa-se que os produtostêm menor energia que os reagentes; portanto, areação é exotérmica (ocorre com liberação de calor).E
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RESPOSTA: Falsa, pois o catalisador não desloca o equilíbrio;não afeta o rendimento. Apenas faz com que a reaçãoentre em equilíbrio mais rapidamente.
CINÉTICA QUÍMICA — NO VESTIBULAR
(Unifesp)Para neutralizar 10,0 mL de uma solução de ácido clorídrico, foram gastos 14,5 mL de solução de hidróxido de sódio 0,120 mol/L. Nesta titulação ácido-base foi utilizada fenolftaleína como indicador do ponto-final da reação. A fenolftaleína é incolor no meio ácido, mas torna-se rosa na presença de base em excesso. Após o final da reação, percebe-se que a solução gradativamente fica incolor, à medida que a fenolftaleína reage com excesso de NaOH. Nesse experimento, foi construído um gráfico que representa a concentração de fenolftaleína em função do tempo.
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CINÉTICA QUÍMICA — NO VESTIBULAR
a) Escreva a equação da reação de neutralizaçãoe calcule a concentração, em mol/L, da solução de HCl.
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RESPOSTA:
CINÉTICA QUÍMICA — NO VESTIBULAR
b) Calcule a velocidade média de reação de decomposiçãoda fenolftaleína durante o intervalo de tempo de 50 segundos iniciais de reação. Explique por que a velocidade de reação não é a mesma durante os diferentes intervalos de tempo.
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IS8
RESPOSTA:
CINÉTICA QUÍMICA — NO VESTIBULAR
