cinética quimica

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    1. 1. CINÉTICACINÉTICA QUÍMICAQUÍMICA
    2. 2. Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam. Reações QuímicasRápidas Lentas Moderadas CINÉTICA QUÍMICA
    3. 3. Reação Rápida 6 NaN3(l) + Fe2O3(s) 3 Na2O(s) + 2 Fe(s) + 9 N2(g) faísca uma pastilha efervescente    Quando o combustQuando o combustíívelvel éé oxidado na câmara deoxidado na câmara de combustão, libera-se calor,combustão, libera-se calor, aumentando a energia cinaumentando a energia cinééticatica de suas molde suas molééculasculas.. Assim queAssim que os gases quentes sãos gases quentes sã
    4. 4. Reação Moderada Decomposição dos Alimentos
    5. 5. Reação LentaReação Lenta Formação do Petróleo Formação de Rochas Formação de ferrugem
    6. 6. REAÇÃO QUÍMICAREAÇÃO QUÍMICA CONSUMIDOSCONSUMIDOS PRODUTOSPRODUTOS FORMADOSFORMADOS REAGENTESREAGENTES SÃO SÃO ENVOLVE
    7. 7.  A rapidez, ou velocidade, de uma reaçãoA rapidez, ou velocidade, de uma reação química indica a variação da quantidade dequímica indica a variação da quantidade de reagentes e produtos com o passar doreagentes e produtos com o passar do tempo.tempo.  Velocidade média de uma reação (Vm).Velocidade média de uma reação (Vm).  A velocidade pode ser calculada a partirA velocidade pode ser calculada a partir da Δ concentração dos reagentes ouda Δ concentração dos reagentes ou produtos pela Δ tempoprodutos pela Δ tempo..
    8. 8. Assim como na física, a velocidade da reação éa velocidade da reação é calculada pela expressão:calculada pela expressão:
    9. 9. Condições para que ocorra uma ReaçãoCondições para que ocorra uma Reação  Os reagentes devem estar em contato.  Afinidade química entre os reagentes.
    10. 10.  O símbolo [ ] é usado em físico-O símbolo [ ] é usado em físico- química para demostra concentraçãoquímica para demostra concentração em mol/L sendo que equivalem aoem mol/L sendo que equivalem ao símbolosímbolo M.M. A B t [ ]
    11. 11. Fatores que Influenciam aFatores que Influenciam a Velocidade de uma ReaçãoVelocidade de uma Reação Concentração. Energia de ativação. Temperatura. Pressão. Superfície de contato. Catálise.
    12. 12. CONCENTRAÇÃOCONCENTRAÇÃO Quanto maior a concentração de partículas dosQuanto maior a concentração de partículas dos reagentes, maior será o número de colisões efetivasreagentes, maior será o número de colisões efetivas e consequentemente maior a velocidade da reação.e consequentemente maior a velocidade da reação. Aumento da concentração dos reagentes. Aumento da frequência deAumento da frequência de colisões entre as moléculas decolisões entre as moléculas de reagentes.reagentes. Aumento da rapidez da reação.Aumento da rapidez da reação. acarretaacarreta acarretaacarreta
    13. 13. COLISÃO EFICAZCOLISÃO EFICAZ Colisão eficaz ou efetiva é aquela queColisão eficaz ou efetiva é aquela que conduz á formação de produtos.conduz á formação de produtos.
    14. 14. Teoria da ColisãoTeoria da Colisão O2 N2 O-------N O N 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos
    15. 15. Complexo Ativado: estado intermediário formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas e formação de novas ligações O2 N2 O-------N O N 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos
    16. 16. COLISÃO NÃO EFICAZCOLISÃO NÃO EFICAZ Se as moléculas colidem em posiçõesSe as moléculas colidem em posições desfavoráveis, não haverá passibilidade de formar odesfavoráveis, não haverá passibilidade de formar o complexo ativado e, portanto, não acontecerá acomplexo ativado e, portanto, não acontecerá a formação das moléculas de produtos nessa colisão.formação das moléculas de produtos nessa colisão.
    17. 17. Teoria da ColisãoTeoria da Colisão Colisão Desfavorável Colisão Desfavorável
    18. 18. eficaz Não eficaz I2 + H2 HI + HI I2 H2 TEORIA DAS COLISÕES:
    19. 19. ENERGIA DE ATIVAÇÃOENERGIA DE ATIVAÇÃO Energia de ativação (E ) é o valor mínimo de energia que asₐEnergia de ativação (E ) é o valor mínimo de energia que asₐ moléculas de reagentes devem possuir para que uma colisãomoléculas de reagentes devem possuir para que uma colisão entre elas seja eficaz. Ela recebe este nome porque reagentes eentre elas seja eficaz. Ela recebe este nome porque reagentes e produtos passam por uma configuração intermediária que recebeprodutos passam por uma configuração intermediária que recebe o nome de complexo ativado.o nome de complexo ativado. QuantoQuanto maiormaior for a energia de ativação,for a energia de ativação, mais lentamais lenta será a reação.será a reação.
    20. 20. Quanto menor for a energia de ativação exigida, maior a velocidade da reação.
    21. 21. TEMPERATURATEMPERATURA O aumento da temperatura aumenta a agitaçãoO aumento da temperatura aumenta a agitação molecular, aumentando o número de colisões entremolecular, aumentando o número de colisões entre os reagentes, aumentando velocidade da reação.os reagentes, aumentando velocidade da reação. PRESSÃO (gases)PRESSÃO (gases) O aumento da pressão causa uma diminuição doO aumento da pressão causa uma diminuição do volume ocupado, aumentando o número de choquesvolume ocupado, aumentando o número de choques entre os reagentes, que aumenta sua velocidade.entre os reagentes, que aumenta sua velocidade.
    22. 22. Em reações das quais participam reagentes queEm reações das quais participam reagentes que se encontra em diferentes fases, a velocidadese encontra em diferentes fases, a velocidade será maior quanto maior for aserá maior quanto maior for a superfície desuperfície de contatocontato entre essas fases.entre essas fases.
    23. 23. É o nome dado ao aumento deÉ o nome dado ao aumento de velocidade provocado pelo catalisador.velocidade provocado pelo catalisador. CATÁLISECATÁLISE CATALISADORCATALISADOR É uma substância que aumenta aÉ uma substância que aumenta a velocidade da reação, diminuindo avelocidade da reação, diminuindo a energia de ativação para os reagentesenergia de ativação para os reagentes atingirem o complexo ativado. Noatingirem o complexo ativado. No entanto eles não participam da formaçãoentanto eles não participam da formação do produto, sendo completamentedo produto, sendo completamente regenerados no final.regenerados no final.
    24. 24. Presença de Catalisador Sem catalisador Com catalisador EEаа Coordenada de reaçãoCoordenada de reação
    25. 25. CATALIDADORCATALIDADOR Diminuição da energia de ativaçãoDiminuição da energia de ativação Aumento da rapidezAumento da rapidez acarreta Atua na
    26. 26. CATÁLISE HOMOGENIA E HETEROGÊNEACATÁLISE HOMOGENIA E HETEROGÊNEA Catálise homogeniaCatálise homogenia é aquela em que oé aquela em que o catalisador e os reagentes estão em umacatalisador e os reagentes estão em uma mesma fasemesma fase, formando um sistema, formando um sistema homogêneo.homogêneo. Catálise heterogêneaCatálise heterogênea é aquela em que oé aquela em que o catalisador e os reagentes estão emcatalisador e os reagentes estão em fasesfases diferentesdiferentes..
    27. 27. LEI CINÉTICALEI CINÉTICA É a equação que permite calcular a velocidade de uma reação a partir das concentrações de reagentes. De forma genérica: v = k · [X]m  · [Y]n Onde: aX + bY -> produtos k : constante da velocidade da reação, dependente da temperatura. [X] e [Y]: concentração dos reagentes X e Y em mol/L m e n: são expoentes determinados experimentalmente, e que recebem o nome de "ordem da reação". Assim: m: ordem da reação em relação a X n: ordem da reação em relação a Y m + n: ordem total da reação
    28. 28. Ordem de uma reação Chamamos de ordem de uma reação a soma de todos os expoentes que aparecem na expressão da velocidade da reação Chamamos de ordem de uma reação a soma de todos os expoentes que aparecem na expressão da velocidade da reação aA + bB + cC => dD + eE + fF V = k [A]a [B]b [C]γ Ordem da reação: α + β + γ Podemos expressar a ordem de uma reação em relação a um determinado reagente: Ordem da reação em relação a A = α Ordem da reação em relação b B = β Ordem da reação em relação c C = γ
    29. 29. A ordem da reação em relação a um reagente indica a dependência existente entre a concentração desse reagente e a velocidade da reação global. A ordem da reação em relação a um reagente indica a dependência existente entre a concentração desse reagente e a velocidade da reação global. 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O V = k [H2] [NO]2 Ordem da reação: 1 +2 = 3 (3ª ordem) Ordem da reação em relação ao H2: 1ª ordem, v = k [H2] Ordem da reação em relação ao NO: 2ª ordem, v = k [NO]2
    30. 30. ExperiênciaExperiência [A][A] [B][B] [C][C] Velocidade/molVelocidade/mol (L.min(L.min-1-1 )) 1ª1ª 2 mol/L2 mol/L 3 mol/L3 mol/L 1 mol/L1 mol/L VV11 = 0,5= 0,5 2ª2ª 4 mol/L4 mol/L 3 mol/L3 mol/L 1 mol/L1 mol/L VV22 = 2,0= 2,0 3ª3ª 4 mol/L4 mol/L 6 mol/L6 mol/L 1 mol/L1 mol/L VV33 = 2,0= 2,0 4ª4ª 4 mol/L4 mol/L 6 mol/L6 mol/L 2 mol/L2 mol/L VV44 = 16,0= 16,0 Comparando 1ª e 2ª v = k [A]2 4 v = k [2 A]2
    31. 31. CONSTANTE DA VELOCIDADECONSTANTE DA VELOCIDADE REAÇÃOREAÇÃO TEMPERATURATEMPERATURA Depende da
    32. 32. Teoria da ColisãoTeoria da Colisão  As moléculas dos reagentes devem colidir entre si  A colisão deve ocorrer com geometria favorável. Reação elementar Reação não-elementar
    33. 33. Reação Elementar Quando a reação química se desenvolve em uma única etapa, dizemos que a reação é elementar. Numa reação elementar, os expoentes a que devem ser elevadas as concentrações dos reagentes na expressão da velocidade são os próprios coeficientes dos reagentes na equação balanceada 1 H3O+ + 1 OH- => 2 H2O V = k [H3O+ ] [OH- ]
    34. 34. Reação Não-Elementar A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da reação Quando a reação se desenvolve em duas ou mais etapas distintas, a velocidade da reação depende apenas da velocidade da etapa lenta.
    35. 35. 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O Etapa I 1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O (lenta) Etapa II 1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O (rápida) Reação Global 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O A velocidade da reação global será determinada pela velocidade da etapa I V = k [H2] [NO]2
    36. 36. Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H2 + 2 NO => 1 N2 + 2 H2O Energiadeativação Caminho da reação 1 H2 + 2 NO => 1 N2O + 1 H2O 1 H2 + 1 N2O => 1 N2 + 1 H2O Etapa I Etapa II

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