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CINÉTICA QUÍMICA PROFESSORA ESTELA
Cinética Química Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam. Reações Químicas Rápidas Lentas Moderadas
Cinética Química Reação Rápida 6 NaN 3(l)  + Fe 2 O 3(s)  3 Na 2 O (s)  + 2 Fe (s)  + 9 N 2(g) faísca
Cinética Química Reação Moderada Reação Lenta Decomposição dos Alimentos Formação do Petróleo
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Cinética Química Velocidade Média  (Vm)  de uma Reação em Função das Substâncias É a razão entre a quantidade consumida ou produzida da substância e o intervalo de tempo (∆t) em que isso ocorrreu.
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Cinética Química C 2 H 2   +  2 H 2   =>  C 2 H 6 20 10 15 6 12 4 0 0 Quantidade de etano formada Tempo (min)
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Cinética Química Condições para que ocorra uma Reação Os reagentes devem estar em contato  Afinidade química entre os reagentes Teoria da Colisão As moléculas dos reagentes devem colidir entre si A colisão deve ocorrer com geometria favorável
Cinética Química Teoria da Colisão Colisão Desfavorável Colisão Desfavorável
Cinética Química Teoria da Colisão O 2 N 2 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos O------- N O N
Cinética Química Teoria da Colisão Para que a colisão seja efetiva é necessário ainda que os reagentes adquiram uma energia mínima denominada  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.
Cinética Química Complexo Ativado:  estado intermediário formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas e formação de novas ligações O 2 N 2 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos O------- N O N
eficaz Não eficaz I 2  + H 2 HI + HI I 2   H 2 TEORIA DAS COLISÕES:
Cinética Química Quanto menor for a energia de ativação exigida, maior a velocidade da reação.
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Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Presença de Catalisador É uma substância que aumenta a velocidade da reação, diminuindo a energia de ativação para os reagentes atingirem o complexo ativado. No entanto eles não participam da formação do produto, sendo completamente regenerados no final
Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Presença de Catalisador Sem catalisador Com catalisador
Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Concentração dos Reagentes Quanto maior a concentração de partículas dos reagentes, maior será o número de colisões efetivas e consequentemente maior a velocidade da reação.
EXERCÍCIOS Exercício : 1)  A velocidade de uma  reação química depende: I. Da concentração dos reagentes. II. Da temperatura envolvida na reação. III. Do estado físico das moléculas. Estão corretas as alternativas: a) I, II e III b) somente I  c) somente II d) somente I e II e) somente I e III
2)  Das proposições abaixo, relacionadas com cinética química, a única falsa é: a) A velocidade de uma reação pode ser medida pelo consumo dos reagentes na unidade de tempo. b) A colisão entre as partículas químicas é necessária para que haja reação. c) Temperatura e catalisador são fatores que influenciam na velocidade de reação. d) A concentração dos reagentes afeta a velocidade de reação. e) O estado físico dos reagentes não exerce influência na velocidade de reação.
3)  Observe a tabela referente à decomposição da amônia produzindo hidrogênio e nitrogênio: Determine a velocidade média da reação, em função da amônia, no intervalo de tempo de 0 a 1h.
4)  A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: 2 NH 3     1N 2  + 3 H 2 A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em função do tempo. Qual é a velocidade média de consumo do reagente na primeira hora de reação? a) 4,0 mol L -1 h -1 b) 2,0 mol L -1 h -1   c) 10 km h -1 d) 1,0 mol L -1 h -1 e) 2,3 mol h -1
5) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação: 2 NH 3  (g)    N 2  (g) + 3 H 2  (g) Duplicando-se a concentração molar de NH 3 , a velocidade da reação ficará: a) inalterada. b) duas vezes maior. c) três vezes maior. d) quatro vezes maior. e) seis vezes maior.
Cinética Química Lei da Ação das Massas “ A cada temperatura, a velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações dos reagentes, elevadas a expoentes determinados experimentalmente” aA + bB => cC + dD V = k [A]   [B] β K é uma constante da velocidade a uma dada temperatura    e  β  são expoentes determinados experimentalmente
Cinética Química Reação Elementar aA + bB => cC + dD V = k [A] a  [B] b 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 H 3 O +  + 1 OH -  => 2 H 2 O V = k [H 3 O + ] [OH - ]
Cinética Química 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.
Cinética Química Reação Não-Elementar A etapa lenta  é a etapa determinante da velocidade da reação 2 H 2  + 2 NO => 1 N 2  + 2 H 2 O Etapa I  1 H 2  + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O  (lenta) Etapa II  1 H 2  + 1 N 2 O => 1 N 2  + 1 H 2 O  (rápida) Reação Global  2 H 2  + 2 NO => 1 N 2  + 2 H 2 O
Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H 2  + 2 NO => 1 N 2  + 2 H 2 O Etapa I  1 H 2  + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O  (lenta) Etapa II  1 H 2  + 1 N 2 O => 1 N 2  + 1 H 2 O  (rápida) Reação Global  2 H 2  + 2 NO => 1 N 2  + 2 H 2 O A velocidade da reação global será determinada pela  velocidade da etapa I V = k [H 2 ] [NO] 2
Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H 2  + 2 NO => 1 N 2  + 2 H 2 O Energia de ativação Caminho da reação 1 H 2  + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O 1 H 2  + 1 N 2 O => 1 N 2  + 1 H 2 O Etapa I Etapa II

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Cinética química professora estela

  • 2. Cinética Química Parte da Química que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam. Reações Químicas Rápidas Lentas Moderadas
  • 3. Cinética Química Reação Rápida 6 NaN 3(l) + Fe 2 O 3(s) 3 Na 2 O (s) + 2 Fe (s) + 9 N 2(g) faísca
  • 4. Cinética Química Reação Moderada Reação Lenta Decomposição dos Alimentos Formação do Petróleo
  • 6. Cinética Química Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função das Substâncias É a razão entre a quantidade consumida ou produzida da substância e o intervalo de tempo (∆t) em que isso ocorrreu.
  • 7. Cinética Química Velocidade Média (Vm) de uma Reação em Função das Substâncias
  • 8. Cinética Química Como calcular a velocidade de uma reação quando a proporção entre o número de mols é diferente? 2 HI (g) H 2(g) + I 2(g) A velocidade da variação de concentração do HI é duas vezes maior que a velocidade da variação de concentração do H 2 Velocidade Média (Vm) de uma Reação
  • 9. Cinética Química C 2 H 2 + 2 H 2 => C 2 H 6 20 10 15 6 12 4 0 0 Quantidade de etano formada Tempo (min)
  • 10. Cinética Química C 2 H 2 + 2 H 2 => C 2 H 6
  • 11. Cinética Química Condições para que ocorra uma Reação Os reagentes devem estar em contato Afinidade química entre os reagentes Teoria da Colisão As moléculas dos reagentes devem colidir entre si A colisão deve ocorrer com geometria favorável
  • 12. Cinética Química Teoria da Colisão Colisão Desfavorável Colisão Desfavorável
  • 13. Cinética Química Teoria da Colisão O 2 N 2 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos O------- N O N
  • 14. Cinética Química Teoria da Colisão Para que a colisão seja efetiva é necessário ainda que os reagentes adquiram uma energia mínima denominada 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.
  • 15. Cinética Química Complexo Ativado: estado intermediário formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existem ligações enfraquecidas e formação de novas ligações O 2 N 2 2 NO Reagentes Complexo Ativado Produtos O------- N O N
  • 16. eficaz Não eficaz I 2 + H 2 HI + HI I 2 H 2 TEORIA DAS COLISÕES:
  • 17. Cinética Química Quanto menor for a energia de ativação exigida, maior a velocidade da reação.
  • 18. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Superfície de Contato
  • 19. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Superfície de Contato
  • 20. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Temperatura Um aumento de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas, pois há um incremento na energia cinética das moléculas
  • 21. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Presença de Catalisador É uma substância que aumenta a velocidade da reação, diminuindo a energia de ativação para os reagentes atingirem o complexo ativado. No entanto eles não participam da formação do produto, sendo completamente regenerados no final
  • 22. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Presença de Catalisador Sem catalisador Com catalisador
  • 23. Cinética Química Fatores que Influenciam a Velocidade de uma Reação Concentração dos Reagentes Quanto maior a concentração de partículas dos reagentes, maior será o número de colisões efetivas e consequentemente maior a velocidade da reação.
  • 24. EXERCÍCIOS Exercício : 1) A velocidade de uma reação química depende: I. Da concentração dos reagentes. II. Da temperatura envolvida na reação. III. Do estado físico das moléculas. Estão corretas as alternativas: a) I, II e III b) somente I c) somente II d) somente I e II e) somente I e III
  • 25. 2) Das proposições abaixo, relacionadas com cinética química, a única falsa é: a) A velocidade de uma reação pode ser medida pelo consumo dos reagentes na unidade de tempo. b) A colisão entre as partículas químicas é necessária para que haja reação. c) Temperatura e catalisador são fatores que influenciam na velocidade de reação. d) A concentração dos reagentes afeta a velocidade de reação. e) O estado físico dos reagentes não exerce influência na velocidade de reação.
  • 26. 3) Observe a tabela referente à decomposição da amônia produzindo hidrogênio e nitrogênio: Determine a velocidade média da reação, em função da amônia, no intervalo de tempo de 0 a 1h.
  • 27. 4) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: 2 NH 3  1N 2 + 3 H 2 A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em função do tempo. Qual é a velocidade média de consumo do reagente na primeira hora de reação? a) 4,0 mol L -1 h -1 b) 2,0 mol L -1 h -1 c) 10 km h -1 d) 1,0 mol L -1 h -1 e) 2,3 mol h -1
  • 28. 5) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação: 2 NH 3 (g)  N 2 (g) + 3 H 2 (g) Duplicando-se a concentração molar de NH 3 , a velocidade da reação ficará: a) inalterada. b) duas vezes maior. c) três vezes maior. d) quatro vezes maior. e) seis vezes maior.
  • 29. Cinética Química Lei da Ação das Massas “ A cada temperatura, a velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações dos reagentes, elevadas a expoentes determinados experimentalmente” aA + bB => cC + dD V = k [A]  [B] β K é uma constante da velocidade a uma dada temperatura  e β são expoentes determinados experimentalmente
  • 30. Cinética Química Reação Elementar aA + bB => cC + dD V = k [A] a [B] b 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 H 3 O + + 1 OH - => 2 H 2 O V = k [H 3 O + ] [OH - ]
  • 31. Cinética Química 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.
  • 32. Cinética Química Reação Não-Elementar A etapa lenta é a etapa determinante da velocidade da reação 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O Etapa I 1 H 2 + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O (lenta) Etapa II 1 H 2 + 1 N 2 O => 1 N 2 + 1 H 2 O (rápida) Reação Global 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O
  • 33. Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O Etapa I 1 H 2 + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O (lenta) Etapa II 1 H 2 + 1 N 2 O => 1 N 2 + 1 H 2 O (rápida) Reação Global 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O A velocidade da reação global será determinada pela velocidade da etapa I V = k [H 2 ] [NO] 2
  • 34. Cinética Química Reação Não-Elementar 2 H 2 + 2 NO => 1 N 2 + 2 H 2 O Energia de ativação Caminho da reação 1 H 2 + 2 NO => 1 N 2 O + 1 H 2 O 1 H 2 + 1 N 2 O => 1 N 2 + 1 H 2 O Etapa I Etapa II