Química: Cinética

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Cinética

• Estuda as velocidades das reações químicas e os fatores que as alteram.

• Velocidade média da reação = módulo da variação de quantidade de consumo (em qualquer unidade possível de medir) (Q) pela variação de tempo (T).

• Tipos de Velocidade: A + B → C + D

→Velocidade média de Consumo (reagente):

→Velocidade média de Consumo (produto):

→Velocidade média da reação (global):

- 1N2 = 2 mol/min

- 3H2 = 6 mol/min

- 2NH3 = 4 mol/min

• Para calcular variação de vm num gráfico, use a fórmula e só aplique nos pontos que o gráfico indica. Então calcule a proporção.

→Como o tempo é igual, não precisa dividir.

→A é reagente pois aumenta.

→B e C são produtos pois diminuem.

→A・0,5 → B・0,5 + C・1

→A → B + 2C

Teoria das Colisões

Existem condições necessárias para que uma reação química ocorra (para que substâncias reajam entre si). Os principais fatores são:

• Afinidade Química: capacidade natural de uma substância em reagir com outra

→influenciada pela eletronegatividade, e diferença de reatividade de espécies (não metais que têm afinidade com metais; bases que tem afinidade com ácidos).

• Choque e Geometria de Colisão: Velocidade da reação é influenciada pela colisão ou choques entre as partículas dos reagentes.

→Para que as reações químicas aconteçam, os choques ou colisões precisam ocorrer com geometria favorável entre as regiões privilegiadas das partículas

• Energia de Ativação (Ea): É necessário que as partículas colidam, com energia mínima suficiente para atingir um estado de grande instabilidade, o estado de transição (possui energia o suficiente para que ocorra rupturas e formação de ligações, gerando um aglomerado de partículas dos reagentes, de curta reação, chamado de complexo ativado, o estado mais energético da reação).

→A energia que os reagentes absorvem até atingirem o complexo ativado é sua energia de ativação.

• Concentração dos reagentes: Quanto maior concentração dos reagentes, mais moléculas têm, e maior nº de colisões efetivas entre partículas dos reagentes ocorrem, o que garante maior velocidade das reações químicas.

• Superfície de Contato: Quanto aumenta a area de contato, maior o nº de choques efetivos e maior a velocidade de reação

• Estado Físico: Quanto maior a movimentação das espécies químicas (mais gasoso = maior agitação), maior será o número de colisões efetivas, e portanto maior será a velocidade de formação dos produtos.

• Temperatura: Quando há um aumento de temperatura, ocorre ampliação da energia cinética das espécies químicas e aumenta a probabilidade de colisões efetivas entre elas. Assim, um número maior de moléculas alcança a energia de e reduzir a energia de ativação.

→Não altera variação de entalpia

→Não altera o rendimento da equação.

→Não altera valor da constante de equilíbrio.

→Abaixa Ea, ativação e forma o complexo ativado, formando os produtos mais rapidamente.

• Catalisadores: Atuam nas reações químicas, aumentando suas velocidades por serem capazes criando caminhos alternativos para a reação

→Ao se colocar catalisador na reação, retira-se ao final a mesma quantidade.

→Catalisador Homogêneo: reagentes e catalisador formam apenas 1 fase.

→Catalisador Heterogêneo: reagentes e catalisador formam 2 ou mais fases.

• Inibidor: veneno de catalisador, que atrapalha a sua ação.

→Aumenta a energia de ativação

→Diminui a velocidade da reação.

Lei das Velocidades

• Velocidade da reação (v), em dada temperatura, é proporcional a concentração dos reagentes (A e B), elevados aos expoentes determinados experimentalmente.

- k = constante de velocidade.

• x e y são a quantidade de mols dos reagentes.

• Uma reação que ocorre em várias etapas terá a velocidade determinada unicamente pela etapa lenta (aquela que tem maior energia de ativação).

→Imagina que você vai numa caminhada com sua avó. Você é mais rápida que ela, mas a velocidade dela que vai determinar o tempo da caminhada, não a sua, pois você tem que esperar por ela.

• Calculando a tabela: