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Química Geral
Aula 3
●Dr. Arion Zandoná
Filho
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2
3a. AULA
14. Capítulo
Cinética Química
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Cinética Química
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4
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deverá responder ao
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das reações é importante na
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deverá responder ao
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Condições para que ocorra
uma reação
●Os reagentes devem estar em
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●Afinidade Química.
6
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Reatividade e Reações
Químicas
Libras
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Introdução
● Toda reação química necessita de um certo
tempo para se completar.Exemplo:-
● 1H2SO4 + 1 NaOH→ 1 Na2SO4 + 1 H2O
● Formação da H2O ( pode ficar anos sem
ocorrer, mas uma faísca desencadeará uma
reação explosiva).
● 1 H2 + ½ O2 → 1 H2O
Libras
9
Introdução
● Transformação de gases tóxicos em não-
tóxicos.
● Condições normais é lenta, mas em condições
adequadas pode diminuir a poluição emitida
pelos automóveis.
● 2 CO + 2 NO →2 CO2 + N2
Libras
10
CINÉTICA QUÍMICA
● Cinética química (cinética vem do grego
kinetiké, significa “movimento”).
● Esse ramo da ciência se preocupa em estudar a
rapidez das reações químicas e os fatores que a
influenciam.
Figura 14.1- pg 484
Libras
11
CINÉTICA QUÍMICA
●É o estudo da velocidade das
reações e os fatores que nela
influenciam.
Reagente(s)
A
Produto(s)
B
t=0
máximo de reagentes
zero de produto
t=♌
máximo de produtos
zero de reagentes
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12
Reação termina quando acaba pelo menos um dos reagentes
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Bromo passa da condição
molecular para a iônica mudando
de cor
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14
Como Acontece?
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15
Teoria das Colisões
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16
COMO OCORRE UMA REAÇÃO QUÍMICA
1o. Teoria das colisões
Reação Contato Colisão
Efetiva
Não Efetiva
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17
• Colisões Moleculares
• Colisões Atômicas
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18
Para ocorrer uma reação
química é necessário haver
colisões corretas entre os
reagentes
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19
COLISÃO ENTRE AS MOLÉCULAS
Efetiva
• Gases
• Líquidos
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20
COLISÃO EFETIVA
- Velocidade
- Orientação
-Energia de
choque
Reagentes
Energia E1
Complexo ativado
Energia E2
Produtos
Energia E3
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21
●Probabilidades de
Colisões
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22
ASSISTA AO FILME
●http://www.youtub
e.com/watch?v=fX9
d4XbAMRU
H2 O (g) + C O (g) H2 (g) + C O2 (g)
Do minuto 5:58 ao 8:54 min.
∆
Libras
23
Conceitos
Complementares
Libras
24
COMPLEXO ATIVADO
●Complexo ativado é o estado
intermediário formado entre
reagente e produtos, em cujas
estruturas existem ligações
enfraquecidas(reagentes) e
formação de novas
ligações(produtos).
Libras
25
Energia de Ativação
● Energia de Ativação é a quantidade
mínima de energia necessária para
que a colisão entre as partículas dos
reagentes, feita numa orientação
favorável, seja efetiva.
Libras
26
ENERGIA DE ATIVAÇÃO
● Além de colisões com orientação espacial adequada,
as moléculas devem apresentar uma energia
cinética mínima que propicie uma ruptura das
ligações entre os reagentes e formação de novas
ligações, nos produtos.
● Quanto maior a energia de ativação, mais lenta é a
reação.
Libras
27
● E1= energia dos reagentes (r)
E2= energia do complexo ativado (CA)
E3= energia dos produtos (p)
b=energia de ativação da reação direta
c=variação de entalpia ( DH= Hp – Hr)
• Ea
Libras
28
Energia de Ativação
Libras
29
Velocidade de Reação
Moderada
Rápida
Lenta
● Moderada : oxidação
de alimentos
● Lenta: Formação do
Petróleo
Libras
30
Conceito de velocidade de
reação
● A velocidade da reação é a razão da variação
na concentração em relação ao tempo.
● Velocidade = Variação na Concentração
Tempo Decorrido
Vel= ∆ [substância]
∆t
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31
FATORES QUE INFLUENCIAM NA Vr
●Área de contato entre os reagente;
●Concentração dos reagente;
●Temperatura e energia de
ativação;
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Fatores que Influenciam
na Vr
Área de Contato
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ÁREA DE CONTATO ENTRE OS
REAGENTES
● Esse fator tem sentido quando um dos
reagentes for sólido.( batata, estômago)
● Fe(prego) + H2SO4(aq) → FeSO4 (aq) + H2(g) V1
● Fe(limalha) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g)
V2
● Na segunda reação a
área de contato é maior.
● Portanto V2 › V1
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34
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35
CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES
●Quanto maior a concentração dos reagentes,
maior será a velocidades da reação.
Fatores que Influenciam
na Vr
Libras
36
Exemplo
● O carvão na churrasqueira quando abanado fica
incandescente porque estamos aumentando a [ ]
de gás oxigênio.
● (O2 , que é reagente na combustão), portanto
aumenta a velocidade da reação.
Libras
37
● O O2 é o responsável pela deterioração do suco de laranja.
● Dentro da laranja a [ ] de O2 baixa o suco dura alguns
dias, mas fora aumentando a [ ] de O2 e o suco estraga
muito rápido.
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38
TEMPERATURA
● ↑TEMPERATURA ↑ ENERGIA CINÉTICA
● ↑ COLISÃO ↑ VELOCIDADE
● Regra de Van’t Hoff: um aumento em 10ºC provoca uma
duplicação na velocidade da reação.
Fatores que Influenciam
na Vr
Libras
39
Exemplo
Os alimentos gelados estragam com menor facilidade, pois a
velocidade da reação diminui.
Os incêndios se alastram rápido porque a energia liberada
pela combustão (exotérmica)ajuda as moléculas que ainda
não reagiram a vencer as barreiras energéticas que separa
reagentes e produtos.
Libras
40
Velocidade Média e
Velocidade instantânea
● Para a velocidade media,
duas concentrações são
medidas em tempos
separados por uma diferença
finita, e o grau de inclinação
da linha entre elas fornece a
velocidade.
● A velocidade instantânea se refere à velocidade em
um único momento e é dada pelo grau de
inclinação de uma linha tangente à curva definida
pela variação na concentração versus tempo.
Libras
41
A lei de velocidade
Onde K é uma constante chamada
constante de velocidade, [X] e [Y]
representam as concentrações de
reagente, e m e n são geralmente
números inteiros ou meio inteiros.
Para uma reação entre as substâncias X e Y , a
velocidade de reação pode normalmente ser
descrita por uma equação da forma
Velocidade = k[X]m[Y]n
Libras
42
●A concentração é medida em
quantidade de matéria
ou mol L ‫־‬¹, e o tempo em segundos.
●Unidade de velocidade normalmente
é: L‫־‬¹s‫־‬¹
Libras
43
Velocidade Média
Velocidade média de reação VELOCIDADE MÉDIA de uma
reação é o quociente da variação da concentração molar
(molaridade) de uma das substâncias, dividida pela
variação do tempo.
Libras
44
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45
Concentração
de NH3 (mol.L-
1)
8,0 4,0 2,0 1,0
Tempo (h) 00 1,0 2,0 3,0
2 NH3 → N2 + 3H2
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Estequiometria e velocidade
●A reação da destruição de Ozônio é
expressa em:
2 O3 → 3 O2
Pode ser dada pela velocidade
Velocidade = ∆[O3]
∆t
● Para o aumento de concentração
a velocidade será positiva, para a
diminuição de concentração a
velocidades será negativa.
Libras
47
Ordem de uma reação
● A ordem de uma reação química é igual ao valor
dos expoentes ao qual os reagentes são
elevados e expressos na equação de velocidade.
(A reação é de zero ordem quando a velocidade
da reação química é independente da
concentração do reagente)
Libras
Reações de ordem zero e de
primeira ordem
● São aquelas que a velocidade da reação
química é proporcional à concentração de
um reagente.
● A de Ordem zero é
constante e independente
das concentrações dos
reagentes.
● v= k[A]0
Libras
49
Como calcular esse
fenômeno?
Libras
50
Libras
51
xA + yB... zC + wD ...
Libras
52
Vm
Libras
53
Libras
54
Como calcular esse fenômeno?
v –velocidade da reação a dada temperatura;
k –constante, cujo valor depende apenas da temperatura;
A lei de velocidades é dada por v = k • [A]a • [B]b em
que:a e b são determinados experimentalmente.
[B]–concentração molar
do reagente B
[A]–concentração molar
do reagente A
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55
Velocidade
Variável
Cloreto de butília em água
Libras
56
Libras
57
Exercício
O óxido nítrico é um poluente atmosférico que pode ser
reduzido na presença de hidrogênio, conforme a seguinte
equação:
2 NO(g) + 2 H2(g) →N2(g) + 2 H2O(g)
A velocidade inicial de formação
de N2 foi medida para várias
concentrações iniciais diferentes
de NO e H2, e os resultados são
os seguintes:
Libras
58
Fazendo uso desses dados,determine:
a) a equação de velocidade para a
reação;
b) o valor da constante de velocidade
da reação;
c) a velocidade inicial da reação
quando [NO]= 0,5 mol/L e [H2]= 1,0
mol/L.
Libras
59
v = k[NO]2 [H2]
2 NO(g) + 2 H2(g) →N2(g) + 2 H2O(g)
b) - v = k[NO]2 [H2]
1,23 x 10-3 = k(0,10)2 (0,10)1
k = 1,23
a)- v = k • [A]a • [B]b
c)- [NO] = 0,5 M ; [H2] = 1,0 M
vi = k[NO]2 [H2]
vi = 1,23[0,5]2 [1,0]
vi = 0,3 mol.L-1 .s-1
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60
Pratique
●pg.489
Libras
61
Reações Químicas
Exotérmicas
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62
Reações Químicas
Endotérmicas
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63
PRESSÃO
● Pressão a proximidade número de
velocidade das moléculas colisões da
reação.
Libras
64
Como acelerar ou retardar
esse processo ?
Libras
65
Catálise
● A catalise é um processo no
qual uma velocidade de
reação é influenciada pela
presença de substâncias
que não são nem reagentes
nem produtos na equação
total
Libras
66
Reação Sem catalisador
C.A.= Complexo ativado.
Ea = Energia de ativação.
HR. = Entalpia dos reagentes.
HP. = Entalpia dos produtos.
∆H = Variação de entalpia.
Libras
67
Reação Com catalisador
C.A.= Complexo ativado.
Ea = Energia de ativação.
HR. = Entalpia dos reagentes.
HP. = Entalpia dos produtos.
∆H = Variação de entalpia.
catalisador
Libras
68
REAÇÃO COM E SEM
CATALISADOR
Libras
69
Catálise
● Quando um catalisador é introduzido, a
quantidade de energia necessária diminui, e
uma maior fração das moléculas tem
velocidades que são altas o suficiente para
fornecer a energia necessária.
Libras
70
Perspectiva Molecular da Catálise
● Os catalisadores aumentam
a velocidade de reação,
fornecendo um novo
caminho de reação, que
diminui a energia de
ativação.
Libras
71
Catalisadores homogêneos e
heterogêneos
●Os catalisadores podem ser dividido em
duas grandes categorias:
●catalisadores homogêneos que estão na
mesma fase das substancias reagentes.
Libras
72
Catalisadores homogêneos e
heterogêneos
●os catalisadores heterogêneos estão em
uma fase diferente das espécies reagentes.
●Ambos os tipos de catalise são importantes
nos processos atmosféricos.
Libras
73
● Um catalisador, deve ter as seguintes
características:
● a)longevidade suficiente ou durabilidade para
perdurar em muitos ciclos de reação.
● b)Deve ter um alto número de rotação,
gerando grande quantidade de produtos em
menos tempo, e seletividade o que minimizara
a formação de derivados indesejáveis.
Libras
74
Libras
75
CATALISADOR
● SO2(g) + ½ O2(g) →SO3(g) Ea=+ 240 KJ.mol-1
sem catalisador
● Utilizando o NO2(g) como catalisador a Ea se reduz para
110 KJ.mol-1, tornado a reação extremamente mais rápida.
Libras
76
CATALISADOR
● Mecanismo da reação
● SO2 + NO2 →SO3 + NO (E1 consumo do catalisador)
● NO + ½ O2 → NO2 (E2 regeneração do catalisador)
● SO2 + ½ O2 →SO3
● Equação global Ea= +110 KJ.mol-1
Libras
77
CARACTERÍSTICAS DOS
CATALISADORES
●Somente aumentam a velocidades;
●Não são consumidos;
●Não iniciam reação, mas
interferem nas que
já ocorreram sem
sua presença;
Libras
78
CARACTERÍSTICAS DOS
CATALISADORES
●Podem ser usados em pequenas
quantidades;
●Seus efeitos podem ser diminuídos
pela presença de “venenos de
catálise”.
Libras
79
INIBIDOR E VENENO
● Inibidor: é uma substância que retarda a
velocidade da reação.
● Veneno: é uma substância que anula o efeito
de um catalisador.

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