1. A cinética química estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que as influenciam. 2. A velocidade de uma reação depende de fatores como a concentração dos reagentes, a temperatura, a pressão e a presença de catalisadores. 3. A energia de ativação de uma reação determina a facilidade com que as moléculas atingem o estado de transição, afetando diretamente a velocidade da reação.

1. QUÍMICA
CINÉTICA QUÍMICA
1. DEFINIÇÃO Cuidado, pois nem toda colisão dará origem
a uma reação. Para que a mesma ocorra, a co-
Estuda a velocidade das reações químicas, bem lisão tem que ser efetiva ou eficaz.
como os fatores que a influenciam. - Choques bem orientados.
1.1. Cálculo da Velocidade Média (Vm) - Energia de ativação.
Vm = ∆n
3. ANÁLISE GRÁFICA
∆t
Onde: Gráfico 01
∆n = Variação do número de Mol consumido
ou formado. H/E
∆t = Variação do tempo. complexo
ativado
Exemplo: ECA
energia de
1N2( g) + 3H2( g ) 2NH3(g) ativação
R
HR
tempo da nº total de mols
reação (min) de n2(g) consumido
0 0 H
3 12
P
6 18 HP
9 21
Caminho da Reação
Observe o cálculo da velocidade média de con-
sumo de N2(g) nos três intervalos de tempo: Complexo Ativado (CA) - ponto de maior e-
Instante 0 a 3 minutos: nergia, onde ocorrem as colisões efetivas ou eficazes.
∆n 12 − 0 Energia de Ativação (EAT) - é a energia mí-
Vm = = = 4 mols / min
∆T 3−0 nima necessária para que a reação ocorra.
Instante 3 a 6 minutos: ECA ⇒ Energia do complexo ativado.
∆n 18 − 12
Vm = = = 2 mols / min EAT ⇒ ECA - HR.
∆T 6−3
Note que, como a energia (Entalpia) do produ-
Instante 6 a 9 minutos: to é inferior à energia do reagente, a reação se deu
∆n 21− 18
Vm = = = 1 mols / min com liberação de energia, sendo então denominada
∆T 9−6
Reação Exotérmica. Uma reação exotérmica pode ser
Observando a estequiometria da reação equacionada de duas maneiras:
(1+3→2), conclui-se que a velocidade média de con-
sumo do H2(g) é o triplo da velocidade média de con-
sumo do N2(g) e que a velocidade média de obtenção Reagente → Produto + Energia

de NH3(g) é o dobro da velocidade de consumo do Reagente - Energia → Produto
N2(g). ∆H = HP - HR
Observe também que, à medida que o tempo
passa, a velocidade média da reação diminui, isto o- ∆H < 0 ⇒ Reação Exotérmica
corre devido a uma diminuição da concentração dos Gráfico 2:
reagentes (Vm ~ [R ]) .
H/E
2. CONDIÇÕES PARA QUE OCORRA UMA Complexo ativado
REAÇÃO Energia de ativação
E CA
a) FUNDAMENTAIS: P
- Afinidade química. HP
- Contato entre os reagentes.
H>0
R
b) COMPLEMENTARES:
- Colisões efetivas e eficazes. HR
Caminho da Reação
Editora Exato 12

2. Note que, como a energia do produto é maior d) PRESSÃO:
que a energia do reagente, a reação se deu com ab- Reduzindo o volume, diminui-se a distância
sorção de energia, sendo então denominada reação entre as moléculas, aumentando, assim, o número de
endotérmica. colisões. Conseqüentemente, aumentaremos a pres-
Como a entalpia do produto é maior que a en- são e a velocidade da reação. Logo:
talpia do reagente, podemos equacionar a reação das ↓ volume, ↑ número de colisões, ↑pressão, ↑ velocidade da reação
seguintes maneiras:
Reagente + EN → produto e) CATÁLISE:
Reagente → produto − EN Os catalisadores orientam as colisões para que
como: ∆H = Hp - Hr elas dêem origem à reação. Assim sendo, ocorre uma
diminuição da energia de ativação, aumentando a ve-
∆H > 0 ⇒ Reação Endotérmica locidade da reação.
Nos seres vivos, as enzimas atuam como
4. RELAÇÃO ENTRE ENERGIA DE ATIVA- catalisadores altamente específicos.
ÇÃO X VELOCIDADE DA REAÇÃO Catalisadores são substâncias capazes de
Como a energia de ativação é a energia míni- acelerar uma reação sem sofrerem altera-
ma necessária que as moléculas reagentes devem ad- ção, isto é, podem participar do mecanismo
quirir para que a reação ocorra, quanto menor a da reação, porém, do jeito que entra como
energia de ativação, maior a facilidade que as molé- reagente, sai como produto da mesma for-
culas reagentes têm de atingir o estado de transição ma e na mesma quantidade.
(complexo ativado) e, como conseqüência, maior é a Um catalisador acelera a reação, mas não
velocidade de reação química. aumenta o seu rendimento, isto é, produz a
mesma quantidade de produto, mas num
Quanto menor a EAT, maior será a velocidade período de tempo menor (aumenta a veloci-
da reação dade da reação).
5. FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDA-
O catalisador não altera o ∆H da reação.
Um catalisador acelera tanto a reação direta
DE DAS REAÇÕES
quanto a inversa, pois diminui a energia de
São os que alteram o número de colisões efeti- ativação de ambas.
vas ou eficazes por unidade de tempo. Dentre eles,
podemos citar: ESTUDO DIRIGIDO
1 Amostras de magnésio foram colocadas em solu-
a) CONCENTRAÇÃO:
ções de ácido clorídrico a diversas concentrações
Quanto maior a concentração, maior será a
e temperaturas, havendo total dissolução do metal
probabilidade de haver colisão efetiva entre as partí-
e desprendimento do hidrogênio gasoso. Obser-
culas. Conseqüentemente, maior será a velocidade da
varam-se os seguintes resultados:
reação.
“A cada temperatura, a velocidade de uma rea-
ção é diretamente proporcional ao produto das con- No da Massa de Tempo para dis-
centrações molares dos reagentes, elevadas a amostra magnésio solver
expoentes determinados experimentalmente.” I 2,00 g 10,0 min
II 0,40 g 2,0 min
b) TEMPERATURA: III 0,40 g 1,0 min
Aumentando-se a temperatura, ocorre um au- IV 0,50 g 1,0 min
mento da energia cinética das moléculas reagentes,
aumentando, assim, a velocidade das colisões efeti- a) Em qual caso a velocidade média da reação foi
vas acarretando o aumento da velocidade da reação. maior?
b) Em qual caso desprendeu-se maior quantidade
c) SUPERFÍCIE DE CONTATO: de hidrogênio? Mostre como você chegou a es-
Quanto maior a área de contato entre os rea- sa conclusão.
gentes, maior a quantidade de colisões efetivas ou e-
ficazes e, como conseqüência, maior é a velocidade 2 A combustão da amônia é representada pela se-
da reação. guinte equação química:
4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g)
Mediu-se a velocidade da reação em determi-
nado momento e observou-se que a amônia estava
sendo queimada numa velocidade de 0,24 mol.L-1.s-1.
Editora Exato 13

3. A esse respeito, responda: qual a velocidade de 2 Algumas substâncias componentes desse pro-
consumo do gás oxigênio? duto são impedidas de sofrer reações em que
perderiam elétrons.
3 Se a instrução contida no rótulo for devida-
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS mente seguida, haverá o retardamento das rea-
ções endotérmicas de decomposição do
1 Num determinado meio onde ocorre a reação: alimento.
N2O5 → N2O4 + ½ O2 observou-se a seguinte va- 4 Se a embalagem estiver estufada, há indícios
riação na concentração do N2O5 em função do de que houve reação com formação de gases e
tempo: que, nessas condições, o alimento é considera-
do impróprio para o consumo.
[N2O5]/ 0,233 0,200 0,180 0,165 0,155
mol.L-1
Tempo/s 0 180 300 540 840 2 O biodigestor – uma das soluções tecnológicas
Calcule a velocidade média da reação no inter- para o tratamento do lixo – consiste em um reser-
valo de 3 a 5 minutos. vatório no qual são favorecidas as condições para
Resolução: a decomposição de matéria orgânica em seu inte-
Usando a fórmula de velocidade média, Vm = rior por meio da ação de bactérias aeróbias. O
∆[N 2 O5 ] conhecimento a respeito de cinética química
, podemos calcular a velocidade média. permite entender aspectos relativos aos processos
∆T que ocorrem nesse sistema. Com relação a esse
Como o tempo varia de 3 a 5 minutos e na tabela a- assunto, julgue os itens que se seguem.
presentada o tempo está em segundos, precisamos 1 De acordo com a teoria das colisões, um au-
transformar. mento de temperatura no interior de um biodi-
0,180 − 200 gestor tende a aumentar a velocidade das
Utilizando a fórmula: Vm = ,
5−3 reações químicas.
Vm=0,01 mol.L-1.s-1. 2 A moagem do material a ser colocado no bio-
digestor provocará a redução da velocidade das
reações químicas de decomposição, devido à
2 A combustão do butano corresponde à equação: diminuição do tamanho dos fragmentos a se-
C4H10 + 6,5 O2 → 4 CO2 + 5 H2O. rem decompostos.
Se a velocidade da reação for 0,05 mol de bu- 3 O trabalho de decomposição das bactérias po-
tano por minuto, determine a velocidade de formação derá ser acelerado por meio do aumento da
do CO2. concentração do oxigênio no interior do biodi-
Resolução: gestor.
Avaliando a equação química, percebe-se que a 4 Segundo a teoria cinética, nem todas as coli-
proporção de butano e CO2 é de 1:4, isto é, quando 1 sões entre as moléculas dos gases no interior
mol de butano reage, quatro mols de CO2 são forma- do biodigestor resultarão na formação de pro-
dos. Desta forma, se a velocidade do butano é igual a dutos.
0,05 mol/min, a velocidade do CO2 será 0,2 mol/min.
3 “Determinar o tempo em que duas moléculas le-
EXERCÍCIOS vam para reagir entre si é um desafio para os quí-
micos. Como é difícil rastrear uma molécula
1 Em um supermercado, um consumidor leu o se- individual em solução, os cientistas têm se con-
guinte texto no rótulo da embalagem lacrada de tentado com cálculo de tempos médios, obtidos a
um produto alimentício: partir de um grande número delas. Num volume
Contém antioxidante EDTA – cálcio dissódico. muito pequeno de solução, portanto com menor
número de moléculas presentes, eles detectam
Conservar em geladeira depois de aberto.
uma luz fraca emitida quando duas moléculas co-
Embalado a vácuo. lidem.”
Ciência hoje 09/95.
Considerando que o prazo de validade do pro- Com relação ao texto, julgue os itens.
duto ainda não está vencido, julgue os itens que se 1 Pela impossibilidade de determinar a veloci-
seguem. dade de uma molécula, calcula–se a média das
1 O ar puro é um bom conservante deste ali- velocidades.
mento. 2 Para que duas moléculas possam reagir é pre-
ciso que haja colisão entre elas.
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4. 3 o fato de os cientistas detectarem uma luz fra- 2 A presença de dióxido de enxofre diminui a
ca emitida conclui–se tratar de uma reação en- energia da reação que leva ao escurecimento
dotérmica (absorve calor). dos alimentos.
3 Os alimentos conservam-se por meio de refri-
geração devido ao aumento das colisões entre
4 Um estudante mediu o tempo gasto para o térmi- as moléculas das substâncias que os compõem.
no da dissolução de comprimidos efervescentes 4 Infere-se do texto que o dióxido de enxofre
em quatro testes realizados, nas condições especí- oxida-se mais facilmente que as substâncias do
ficas na tabela abaixo. Analise os resultados obti- alimento ao qual ele é adicionado.
dos e mostrados na tabela.
Teste Condições do Condições de Tempo de 6 Suponha duas reações diferentes.
comprimido temperatura dissolução A + B C + D e X + Y T + Z.
I Inteiro Temperatura 36 s cujos caminhos energéticos estão represen-
ambiente tados abaixo:
II Inteiro Gelada 45 s
III Inteiro Quente 27 s
Energia
IV Triturado Temperatura 13 s
ambiente
E1
Julgue os itens abaixo.
1 O número de colisões efetivas por segundo E3 T + Z
entre as partículas dos reagentes foi maior no E4
teste II. A+B X+Y
E2
2 No teste III, a velocidade da reação foi maior
do que nos testes anteriores, devido à diminui- C+D
ção da energia cinética das partículas dos rea- Caminho da reação
gentes.
3 Segundo os dados da tabela, uma indústria Com base nesses gráficos, julgue as afirmações
química poderia aumentar a sua produção diá- abaixo.
ria, usando sistemas de refrigeração nos seus 1 A reação A + B C + D, por ser uma reação
reatores (tanques em que se processam as rea- exotérmica, ocorre mais rapidamente do que X
ções).
4 Segundo os dados da tabela, provavelmente + Y T + Z.
os bombeiros teriam mais dificuldade em apa- 2 E3 corresponde à energia de ativação da reação
gar um incêndio em um depósito de papel pi- X+Y T + Z.
cado do que em um depósito de papel 3 A reação X + Y T + Z é endotérmica.
armazenado em fardos, em idênticas condições
4 E2 corresponde à variação de entalpia da rea-
de pronto atendimento.
ção A + B C + D.
5 Muito provavelmente, os primórdios da química
relacionam-se à necessidade da conservação de 5 O estado de transição da reação A+B C+D é
alimentos, que é realizada por meio do controle mais energético do que o da reação
das reações químicas que neles ocorrem. Esse X+Y T+Z.
controle pode ser feito de diversas maneiras, in- 6 Como E1 > E3, a reação A + B C + D é mais
clusive pelo uso de substâncias conservantes,
como o dióxido de enxofre, que controla o escu- exotérmica do que X + Y T + Z.
recimento de alimentos, agindo como antioxidan- 7 Para que haja formação de C e D, o choque en-
te. Com o auxílio do texto, julgue os itens tre as moléculas de A e B deverá ter energia
abaixo, relacionados ao controle das reações o- igual ou maior do que E1.
corridas nos alimentos.
1 Para a indústria alimentícia, não é vantajoso 7 (UnB) Quanto à velocidade das reações quími-
aumentar a concentração de dióxido de enxofre cas, é certo que:
nos alimentos, pois isso acarretaria um aumen- 1 os catalisadores aumentam essa velocidade;
to na velocidade de decomposição dos mes- 2 as reações ocorrem, em geral, de modo mais
mos. lento, quando se aumenta a concentração de
um dos reagentes;
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5. 3 a teoria das colisões é muito útil para explicar 5 E, E, E, C
essa velocidade.
6 E, C, C, C, C, E, C
4 aumentando a temperatura, sempre aumenta
essa velocidade. 7 C, E, C, C
8 A
8 Assinale a sentença falsa: 9 E, C, E, E, E, E
a) Quanto maior for a energia de ativação de uma
reação, maior será a sua velocidade.
b) Quando uma reação ocorre em várias etapas, a
etapa mais lenta é a etapa determinante da ve-
locidade da reação.
c) A velocidade de uma reação química depende
das concentrações molares dos reagentes.
d) A velocidade de uma reação química aumenta
com a temperatura.
9 O conhecimento da velocidade das reações quí-
micas é de extrema importância para a produção
industrial.
Julgue as proposições a seguir:
1 A velocidade, geralmente, cresce com o au-
mento da temperatura.
2 A velocidade aumenta com a presença de um
catalisador.
3 A velocidade será tanto maior quanto maior for
a energia de ativação da reação.
4 A temperatura não afeta a velocidade das rea-
ções endotérmicas, pois já existe um excesso
de energia no sistema.
5 A velocidade sempre independe da concentra-
ção dos reagentes.
6 A velocidade sempre dobra quando se dobram
as concentrações dos reagentes.
GABARITO
Estudo Dirigido
1
a) A velocidade média foi maior no caso IV, pois
usando a fórmula de velocidade, que é Vm =
∆[massa ]
, temos que a velocidade é igual a
∆T
0,5 g/min.
b) Desprendeu maior quantidade de hidrogênio
no caso I, pois possui maior massa de magné-
sio.
2 Vm = 0,3 mol.L-1.s-1.
Exercícios
1 E, C, C, C
2 C, E, C, C
3 C, C, E
4 E, E, E, E
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