QUÍMICA 3 - APOSTILA 3 - profjoaoneto.comprofjoaoneto.com/2010/quimica3_apostila3.nac.pdf · Reações elementares: São aquelas que se processam com uma única colisão entre as

QUÍMICA 3 - APOSTILA 3 Prof. Msc João Neto

Prof. Msc João Neto 2

CINÉTICA QUÍMICA

parte da Química queestuda a velocidade ourapidez das reações.


A + B AB

Reagentes

(Consumidos)

Produtos

(Formados)


Gráfico de Velocidade: Os reagentes sãoconsumidos durante a reação e a suaquantidade diminui com a variação do tempo,enquanto os produtos são formados e suasquantidades aumentam com o tempo.

5Prof. Msc João Neto

Produto

Produto

Reagente





gyyg

gxxmol

gmolCOHC

528min60

8,8min1

8,805,0

44414 2104

=−−−−−−−−−−−−−

−−−−−−−−−−−−−

=−−−−−−−−−−−×−−−−−−−−−−−−

−−−−−−−−−−−



molx

moly

molmolOOH

4

4

222

102

101

1212

−

−

×=

×−−−−−−−−−−−−−−−

−−−−−−−−−−−−

−−−−−−−−−−−


Condições para ocorrer uma

reação Química

Condições fundamentais

Afinidade química Contato entre os reagentes.

Condições acessórias

Ocorrer choque entre partículas

ativadas energeticamente

ocorrer uma boa orientação



Caminho da reação




Colocando as reações em ordem, damais lenta para a mais rápida, temos:a) 1 < 2 < 3b) 3 < 2 < 1c) 2 < 1 < 3d) 1 < 3 < 2e) 2 < 3 < 1


Colocando as reações em ordem, damais lenta para a mais rápida, temos:a) 1 < 2 < 3b) 3 < 2 < 1c) 2 < 1 < 3d) 1 < 3 < 2e) 2 < 3 < 1Quanto maior a energia de ativação, maislenta se rá a reação. Da mais lenta para amais rápida, temos: 2 (Ea = 25kJ/mol) < 1(Ea = 20 kJ/mol) < 3 (Ea = 15 kJ/mol) 19Prof. Msc João Neto

Quanto maior a energia de ativação, menor será a velocidade da reação.


Quanto maior a energia de ativação, menor será a velocidade da reação.





A velocidade média da reação é arelação entre a quantidade consumidaou produzida e o intervalo de tempogasto para que isso ocorra.

t][v ;

tVv

tnv ;

tmv

mm

mm

∆∆

=∆∆

=

∆∆

=∆∆

=


Fatores que alteram a rapidez de

uma reação química

Superfície de contato

Temperatura

Concentração dosreagentes

↑SC ↑ Rapidez

↑T ↑ Rapidez

↑[ ] ↑ Rapidez

Pulverizado > granulado > raspas > inteiro




Reações elementares: São aquelas que seprocessam com uma única colisão entre asmoléculas reagentes; Lei da ação dasmassas ou lei de Guldberg-Waage.

3]2][2[

32232

][][

HNkv

NHHN

BAkv

YXBA

=

→+

=

+→+βα

δσβα


Reações não-elementares: São aquelasque se desenvolvem em duas ou maisetapas. Nesse caso, a velocidade édefinida pela etapa mais lenta.

)(][][ 32 lentaetapaONOkv =


• quando uma reação ocorre em váriasetapas, cada etapa (reação elementar) temsua própria energia de ativação.

Etapa + lenta

>Energia de ativação

< velocidade





A etapa determinante da velocidade dareação é a etapa I, pois quem determina avelocidade de uma reação é sempre aetapa mais lenta. A velocidade da reaçãoglobal é a velocidade da etapa lenta.


)(][][ lentaetapaIHOOHkv −=


Prof. Msc. João Neto 37

Considere a reação H2 + I2 2HI feita emlaboratório, mantendo a temperatura constante evariando a concentração dos reagentes:

][][ 22 IHkv =Lei da Velocidade

k = é uma constante de proporcionalidade epode ser denominada constante develocidade ou constante cinética.


A constante k não depende daconcentração dos reagentes, masdepende dos demais fatores queinfluem na velocidade das reações,principalmente da temperatura.


kkx

x

xxkxkxv

kkx

x

xkxkxv

kkx

kxkxv

IHkvkdoCálculo

=⇒=

=⇒=⇒

================================================

=⇒=

=⇒=⇒

================================================

=⇒=

=⇒=⇒

=

−

−

−−−−

−

−

−−−−

−

−

−−−−

2,3104

108,12

]102[]102[108,12]2,0[]2,0[108,12

2,3102104,6

]102[]10[104,6]2,0[]1,0[104,6

2,310

102,3

]10[]10[102,3]1,0[]1,0[102,3

][][

2

2

1122ª3

2

2

1122ª2

2

2

1122ª1

22


122

3

==

x

Ox

122

==

y

NOy

][][ 3ONOkv =


122

2

==

x

Clx

222

422

==

=

y

NO

y

y

][][ 22 ClNOkv =



122

2

==

x

Hx

22 ][][ NOHkv =

222

422

==

=

y

NO

y

y




Atenção! Um catalisador acelera a reação, mas não

aumenta seu rendimento, isto é, eleproduz a mesma quantidade de produto,mas num período de tempo menor.

O catalisador não altera o ΔH da reação. Um catalisador acelera tanto a reação direta

quanto a inversa, pois diminui a energia deativação de ambas.

O catalisador não desloca o equilíbrio poisele aumenta a velocidade da reação direta einversa.




Energia de ativação



F

>Superfície de contato>Velocidade

> Temperatura>Velocidade

F

V

F

O catalisador diminui a energia de ativação





Superfície de contatoFerro em barras (menor)Limalha de ferro (maior)

ConcentraçãoAr – 21% de O2 (menor)

O2 puro (maior)

TemperaturaMenor – menor velocidadeMaior – maior velocidade



Os reagentes devem ser aumentados na mesma proporção

Pressão não é um fator que altera a

velocidade de uma reação.


Ordem da reação: é a soma dos expoentesque aparecem na fórmula da velocidade.Indica a relação que existe entre aconcentração e a velocidade da reação.

][][ 22 HNOkv =

• 2ª ordem ou ordem 2 em relação aoparticipante NO;

• 1ª ordem ou ordem 1 em relação aoparticipante H2;

• 3ª ordem ou ordem 3 em relação a reaçãoglobal.


Molecularidade da reação: é o númeromínimo de moléculas que precisam colidirpara ocorrer reação.

Não confundir com ordem de reação. Se areação é elementar (ocorre somente emuma etapa), a molecularidade é igual àordem de reação, que é dada pela soma doscoeficientes dos reagentes.

][][ 3

223ONOkv

ONOONO=

+→+ Ordem global: 2ªMolecularidade: 2ou bimolecular



Quem define a velocidade deuma reação é a etapa mais

lenta. V=k [N2O5]Reação de primeira ordem

2:42

2

2252

242

42252

23

3252

dadeMoleculariONOON

NOONONNOONNO

ONONONONOON

+→

→

+→+

+→

+→



Reação sem catalisador

Reação com catalisador

EProduto < EReagente

∆H<0Reação Exotérmica

Energia de ativação


Reação sem catalisador

Reação com catalisador


Reação com catalisadorEnergia de

ativação

Energia de ativação = Complexo ativado – Entalpia dos reagentesEnergia de ativação = 40 – 30Energia de ativação =10 kcal


kcalHH

HHH RP

203010

−=∆−=∆−=∆

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