Cinética química

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AULA TEÓRICA: CINÉTICA E EQUILÍBRIO QUÍMICO PROF: MSC. DAVID MAIKEL Química

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Page 1: Cinética química

AULA TEÓRICA: CINÉTICA E EQUILÍBRIO

QUÍMICO

PROF: MSC. DAVID MAIKEL

Química

Page 2: Cinética química

Existem 4 fatores que afetam a velocidade das reações químicas:

Concentração dos reagentes

Temperatura

Área superficial (estado de divisão) dos reagentes

Presença de catalisadores

A cinética química estuda a velocidade a que as

reações químicas ocorrem.

Page 3: Cinética química

VELOCIDADE DE UMA REAÇÃO

A velocidade de uma reação é definida como a variação da

concentração de produtos ou de reagentes que ocorrem por unidade

de tempo.

Determina-se medindo a diminuição da concentração dos

reagentes ou o aumento da concentração dos produtos.

Δt

Δt

AΔmédiaVelocidade

Para a reação:

A B

Page 4: Cinética química

VELOCIDADE MÉDIA DE UMA REAÇÃO

Consideremos a reação:

Br2(aq) + HCOOH (aq) → 2Br-(aq) + 2H+(aq) + CO2 (g)

Δt

BrΔ

tt

BrBrmédia velocidade 2

inicialfinal

inicial2final2

4

A diminuição da concentração de bromo à medida que o tempo passa

manifesta-se por uma perda de cor da solução

Page 5: Cinética química

VELOCIDADE DE UMA REACÇÃO

tempo

A B

Page 6: Cinética química

o Para t = 0 (início da reacção) há 1,00 mol A (100 esferas pretas) e B

não está presente. Para t = 20 min, existem 0,54 mol A e 0,46 mol B

Para t = 40 min, existem 0,20 mol A e 0,80 mol B

A velocidade média da reacção depois de 40 min será

Supondo que:

M/min0,2040

0)-(0,80

40

1,00)-(0,20médiaVelocidade

A velocidade média diminui com o tempo

CÁLCULO DA VELOCIDADE MÉDIA DE UMA REAÇÃO

Δt

Δt

AΔmédiaVelocidade

Page 7: Cinética química

VELOCIDADE INSTANTÂNEA

C4H9Cl(aq) + H2O(l) C4H9OH(aq) + HCl(aq)

A velocidade da reação

num determinado instante

(velocidade instantânea) é o

declive da tangente à curva

do gráfico concentração vs.

tempo nesse instante.

A velocidade instantânea

é diferente da velocidade

média.

Page 8: Cinética química

ESTEQUIOMETRIA E VELOCIDADE DE REAÇÃO

Consideremos a seguinte reacção:

2 A B

Consomem-se duas moles de A por cada mole de B que se forma, ou seja,

a velocidade com que A se consome é o dobro da velocidade de formação

de B. Escrevemos a velocidade da reação como:

No caso geral, para a reacção:

aA + bB → cC + dD

A velocidade é dada por:

t

D

dt

C

ct

B

bt

A

avelocidade

][1][1][1][1

t

Avelocidade

][

2

1

t

Bvelocidade

][ou

Page 9: Cinética química

NH4+ (aq) + NO2

- (aq) N2 (g) + 2 H2O (ℓ)

Consideremos a reação

para a qual

EQUAÇÃO DE VELOCIDADE OU

LEI CINÉTICA DE UMA REAÇÃO

Page 10: Cinética química

Verifica-se que

o quando a [NH4+] duplica, mantendo a [NO2

-] constante, a velocidade

duplica;

o quando a [NO2-] duplica mantendo a [NH4

+] constante, a velocidade

também duplica;

Logo, v [NH4+][NO2

-]

Equação de velocidade ou Lei cinética da reacção:

onde k é a constante de velocidade da reacção.

]NO][NH[Rate 24 kv

EQUAÇÃO DE VELOCIDADE OU

LEI CINÉTICA DE UMA REAÇÃO

Page 11: Cinética química

UTILIDADE DAS EQUAÇÕES CINÉTICAS

1- Calcular a velocidade de uma reação a partir do

conhecimento da constante de velocidade e das

concentrações de reagentes;

2- Calcular a concentração de reagentes em

qualquer instante durante o decorrer de uma reação.

Page 12: Cinética química

ORDEM DE REAÇÃO

Consideremos a reação geral:

aA + bB → cC + dD

A equação da velocidade assume a forma:

Velocidade = k[A]x[B]y

x,y,k – determinados experimentalmente

x e y – ordem de uma reação; x é a ordem de A e y é a ordem de B.

A reação tem ordem global x+y

Chama-se ordem de uma reação (ordem global) à soma dos valores das potências

a que as concentrações de reagentes se encontram elevadas a equação cinética da

reação

Uma reação pode ser de ordem zero, 1 (1.ª ordem), 2 (2.ª ordem), etc.

Page 13: Cinética química

o ordem zero em relação a um reagente se a alteração da concentração desse

reagente não causa alteração à sua velocidade.

o primeira ordem em relação a um reagente se, duplicar a concentração,

duplica a velocidade da reação também.

o é de ordem n em relação a um reagente se, duplicar a concentração

aumenta de 2n a velocidade da reação.

Uma reação é de:

ORDEM DE REAÇÃO e

CONCENTRAÇÃO

Page 14: Cinética química

REAÇÕES DE ORDEM ZERO

Reações de ordem zero são raras. As reações de primeira e de

segunda ordem são os tipos mais comuns de reações.

A equação cinética é: velocidade = k[A]0=k

A equação concentração tempo é:

A velocidade de uma reação de ordem zero é constante e

independente das concentrações de reagentes.

k

dt

Ad

[A] = [A]0 – k t

Page 15: Cinética química

REACÇÕES DE ORDEM ZERO

Gráfico da concentração [A] em função do tempo para uma reação de ordem zero

Tempo de de meia-vida

(t1/2): é o tempo necessário

para que a concentração de

uma reagente diminua para

metade do seu valor inicial.

t½ = [A]0

2k

Page 16: Cinética química

REAÇÕES DE 1ª ORDEM

Uma reação de primeira ordem é uma reação

cuja velocidade depende da concentração de

reagente elevada à potência unitária. A

produto

16

Page 17: Cinética química

COMPORTAMENTOS CARACTERÍSTICOS DE

UMA REAÇÃO DE PRIMEIRA ORDEM

17

a) Diminuição da concentração do

reagente com o tempo.

b) Utilização da representação gráfica

da relação linear de ln[A] em função do

tempo para calcular a constante de

velocidade.

Page 18: Cinética química

REAÇÕES DE 1ª ORDEM

A produto

0

00

1

lnln

lnlnln

)(1

AktA

ktAAktA

A

stA

AkAk

t

A

Akvelocidade

t

Avelocidade

18

Page 19: Cinética química

TEMPO DE MEIA-VIDA

k

tk

tA

A

kt

693,02ln

1

2/ln

12/12/1

0

02/1

Tempo de meia-vida (t1/2):

Variação da concentração de

um reagente com o número de

tempos de semi-transformação

para uma reação de primeira

ordem

][

][ln

1 0

A

A

kt

Por definição de tempo de meia-vida, quando t=t1/2, [A] = [A]0/2

Page 20: Cinética química

REAÇÕES DE 2ª ORDEM

É a reação cuja velocidade depende da

concentração de reagente elevada ao quadrado

ou de concentrações de dois reagentes

diferentes, cada um deles elevada à unidade.

1º Caso: A → produto

2º Caso: A + B → produto

20

Page 21: Cinética química

TEMPO DE MEIA-VIDA (t1/2) NA REACÇÃO

DE 2ª ORDEM

02/12/1

00

11

2/

1

Aktkt

AA

Podemos obter uma

equação para o tempo de

meia-vida da reacção de

2ª ordem, se fizermos

[A] = [A]0/2 na equação:

ktAA

0][

1

][

1

Obtém-se

Page 22: Cinética química

REAÇÕES DE 2ª ORDEM

1º Caso: A → produto

MstA

Ak

Akt

A

Akvelocidade

t

Avelocidade

112

2

2

22

Page 23: Cinética química

REAÇÕES DE 2ª ORDEM

2º Caso: A + B → produto

kt

AA

BAkt

B

t

A

BAkvelocidade

t

B

t

Avelocidade

0

11

23

Page 24: Cinética química

Ordem Equação cinética

Equação

concentração-tempo

Tempo de meia-vida

0

1

2

Velocidade =k

Velocidade = k [A]

Velocidade = k [A]2

ln[A] = ln[A]0 - kt

1

[A] =

1

[A]0 + kt

[A] = [A]0 - kt

ln2

k =

t½ = [A]0

2k

t½ = 1

k[A]0

RESUMO DA CINÉTICA DE REAÇÕES DE ORDEM

ZERO, 1ª ORDEM E 2ª ORDEM

Page 25: Cinética química

Leis de velocidade para mecanismos

de várias etapas

Mecanismos de reação

Page 26: Cinética química

TEORIA DAS COLISÕES DE ARRHENIUS

Modelo que explica o aumento da velocidade das reações com o

aumento da temperatura, considerando que as moléculas, para

reagirem, têm que colidir umas com as outras.

Contudo, nem todas as colisões resultam na formação de

produtos; só uma pequena parte delas vai resultar na ocorrência

de reação, dependendo de dois fatores:

1. Fator de orientação

2. Energia cinética

Page 27: Cinética química

Para que uma reação aconteça, é necessário que as moléculas dos

reagentes colidam com a orientação correta.

Colisão eficaz

FATOR DE ORIENTAÇÃO

Colisão Eficaz

Colisão Ineficaz

Page 28: Cinética química

ENERGIA DE ATIVAÇÃO

Energia de ativação:

Tal como uma bola não consegue alcançar o topo de uma colina se

não rolar com energia suficiente até à colina, uma reação não ocorre se

as moléculas não possuírem energia suficiente para ultrapassar a

barreira de energia de ativação.

Page 29: Cinética química

ENERGIA DE ATIVAÇÃO

Energia de ativação: segundo a teoria das colisões postula-se

que, para que possam reagir, as moléculas que colidem têm de

possuir uma energia cinética total maior ou igual do que a energia

de ativação (Ea). É a energia necessária para que se inicie uma

dada reação.

Page 30: Cinética química

Complexo ativado: é a espécie formada transitoriamente pelas

moléculas de reagentes, como resultado da colisão, antes da

formação do (s) produto (s)

COMPLEXO ATIVADO

A+ B C + D

Reacção exotérmica Reacção endotérmica

Complexo

ativado

Complexo

ativado

Page 31: Cinética química

A fração de moléculas, f, com energia igual ou superior Ea é:

FRAÇÃO DE MOLÉCULAS COM Ea

Page 32: Cinética química

EQUAÇÃO DE ARRHENIUS

A maior parte dos dados da velocidade das reações obedece à

seguinte relação

Em que:

k- constante de velocidade

A – fator de frequência (medida da probabilidade de uma colisão eficaz)

Ea – energia de ativação (kJ/ mol)

R – constante dos gases ideais ( em unidades S.I. 8,314 J/K . mol)

T – temperatura absoluta

Quanto menor Ea e maior T , maior k.

RTEa

Aek

Page 33: Cinética química

Rearranjando a Equação de Arrhenius, obtém-se:

DETERMINAÇÃO DA ENERGIA DE ATIVAÇÃO

Para duas temperaturas, a relação entre as constantes de velocidade é:

12

a21

T

1

T

1

R

Eklnkln

J/K.mol 8,314 R

kJ/mol E

ln1

ln

a

/

A

TR

EkAek aRTEa

Page 34: Cinética química

ANÁLISE GRÁFICA DA EA

Reações endotérmicas (absorvem calor)

b = EA

c = ∆H

Page 35: Cinética química

ANÁLISE GRÁFICA DA EA

Reações exotérmicas (liberam calor)

b = EA

c = ∆H

Page 36: Cinética química
Page 37: Cinética química

Fatores que influem na velocidade das

reações

a ) Área de contato entre os reagentes;

b ) Concentração dos reagentes;

c) Temperatura e Energia de Ativação;

d) Ação de catalisadores;

e) Pressão.

Page 38: Cinética química

FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS

REAÇÕES

Superfície de Contato

Quanto maior a superfície de

contato entre os reagentes,

mais rápida a reação.

Page 39: Cinética química

Quanto mais fragmentado o reagente, maior a velocidade da reação, pois maior

é a superfície de contato.

Page 40: Cinética química

FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS

REAÇÕES

Natureza dos reagentes

Substâncias orgânicas Reações mais lentas

Substâncias inorgânicas Reações mais rápidas

Ag+ + Cl- → AgCl↓

Page 42: Cinética química

FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS

REAÇÕES

Pressão (reações gasosas)

- aumento de pressão

- maior choque entre as partículas

- maior velocidade na reação

Page 43: Cinética química

FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS

REAÇÕES

Temperatura

- aumento de temperatura.

- maior energia cinética das partículas

- velocidade da reação aumenta

> T < T

Page 44: Cinética química

Regra de Vant Hoff

Um aumento de 10ºC faz com que a velocidade da reação dobre.

Temperatura 5ºC 15ºC 25ºC

Velocidade V 2V 4V

Page 45: Cinética química

FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS

REAÇÕES

Concentração dos Reagentes

Geralmente:

maior concentração dos reagentes

maior velocidade da reação

Page 46: Cinética química

FATORES QUE ALTERAM A VELOCIDADE DAS

REAÇÕES

Catalisadores

Substâncias com a propriedade de aumentar a rapidez das

reações químicas, permanecendo inalteradas após o término

da reação.

EA1

EA2

Page 47: Cinética química

Para a maioria das reações, a

velocidade aumenta com um

aumento da temperatura.

EFEITO DA TEMPERATURA NA VELOCIDADE

DE REAÇÃO

Page 48: Cinética química

CATÁLISE

Um catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma

reação química, sem ser consumida durante essa reação.

Um catalisador aumenta a velocidade de uma reação por diminuir a sua

energia de ativação.

uncatalyzed catalyzed

k = A . exp( -Ea/RT )

Velocidadereação catalisada > Velocidadereação não catalisada

Ea k

Page 49: Cinética química

Catálise heterogênea: o catalisador encontra-se numa fase diferente dos

reagentes e produtos

• A síntese de Haber do amoníaco

• A síntese do ácido nítrico

• Conversores catalíticos

Catálise homogênea: o catalisador encontra-se na mesma fase dos

reagentes e produtos

• Catálise ácida

• Catálise básica

Existem dois tipos de catalisadores: Homogêneos e heterogêneos.

CATÁLISE

Page 50: Cinética química

CATÁLISE HETEROGÊNEA

Processo Haber (produz NH3)

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

Fe/Al2O3/K2O

catalisador

A síntese de Haber do amoníaco

Page 51: Cinética química

4NH3 (g) + 5O2 (g) 4NO (g) + 6H2O (g)

Catalisador de platina-ródio

2NO (g) + O2 (g) 2NO2 (g)

2NO2 (g) + H2O (l) HNO2 (aq) + HNO3 (aq)

Pt-Rh catalysts used in Ostwald process

PROCESSO DE OSTWALD (produz HNO3)

Page 52: Cinética química

Conversores Catalíticos

CO + Hidrocarbonetos que não sofreram combustão + O2 CO2 + H2O Conversor catalítico

2NO + 2NO2 2N2 + 3O2 Conversor

catalítico

Compressor de ar: fonte

de ar secundário

Recolha de gases de escape

Tubo de escape

Conversores Catalíticos

Extremidade do tubo de escape

Page 53: Cinética química

As enzimas são catalisadores biológicos.

As enzimas actuam apenas sobre moléculas especificas, chamadas

substratos (ou seja, reagentes), deixando inalterado o resto do sistema.

Uma enzima é tipicamente uma proteína de dimensões elevadas que

contém um ou mais centros activos. É nesses centros que ocorrem as

interacções com as moléculas de substrato. Estes centros activos têm

estruturas compatíveis apenas com certas moléculas com uma relação

topológica semelhante à que existe entre uma chave e a respectiva

fechadura.

E + S ES

ES P + E

CATÁLISE ENZIMÁTICA

k

Page 54: Cinética química

CATÁLISE ENZIMÁTICA

Page 55: Cinética química

EFEITO DE UM CATALISADOR ENZIMÁTICO NUMA

REAÇÃO QUÍMICA

Reacção não catalisada Reacção catalisada por uma

enzima

A reacção catalisada ocorre num mecanismo em duas etapas. A

segunda etapa (ES E + P) é a etapa que controla a velocidade da

reação.

Page 56: Cinética química
Page 57: Cinética química

Reações completas ou irreversíveis

São reações nas quais os reagentes são totalmente

convertidos em produtos, não havendo “sobra” de

reagente, ao final da reação !

Exemplo:

HCl(aq)

+ NaOH(aq) NaCl

(aq) + H

2O

(l)

Essas reações tem rendimento 100 % !

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Page 58: Cinética química

Reações incompletas ou reversíveis

São reações nas quais os reagentes não são totalmente

convertidos em produtos, havendo “sobra” de reagente,

ao final da reação !

Essas reações tem rendimento < 100 % !

Exemplo:

- reações de esterificação

CH3COOH + C

2H

5OH CH

3COOC

2H

5 + H

2O E

QU

IL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Page 59: Cinética química

A reversibilidade de uma reação pode

ser relacionada com o seu rendimento !

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Para a reação gasosa (com baixo rendimento) :

CO + H2O CO

2 + H

2

Concentração (mol/L)

CO = H2O

CO2 = H2

tempo

Reação com baixo rendimento

Page 60: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

A mesma reação, com alto rendimento

CO + H2O CO

2 + H

2

Concentração (mol/L)

CO2 = H2

CO = H2O

tempo

Reação com alto rendimento

Page 61: Cinética química

Sob o ponto de vista da cinética

química, as reações reversíveis

podem ocorrer em dois sentidos

(direto e inverso) representados

por

R P

com uma velocidade direta (vdireta

ou v1) e uma velocidade inversa

(vinversa

ou v2).

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Page 62: Cinética química

Considerando-se uma reação química

genérica:

aA + bB xX + yY

A velocidade direta será:

v1 = k

1 [A]a[B]b

a qual diminui com o passar do tempo.

A velocidade inversa será:

v2 = k

2 [X]x[Y]y

que no início é nula e vai aumentanto !

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Page 63: Cinética química

A medida que a reação avança a

velocidade direta vai diminuindo e

a inversa aumentando, até o

momento em que as duas tornam-

se iguais e a velocidade global

nula !

vdireta

= vinversa

v1 = k

1 [A]a[B]b e v

2 = k

2 [X]x[Y]y

Esse momento é chamado de

Equilíbrio Químico.

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Page 64: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

As variações de velocidade direta e inversa, até

alcançar o equilíbrio, podem ser representadas pelo

diagrama abaixo.

0

2

4

6

8

10

velocidade

1 4 7

10

13

16

tempo

velocidades e equilíbrio

velocidade direta

velocidade inversa

equilíbrio químico

Page 65: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Se as duas velocidades (direta e inversa) são iguais ao atingir

o equilíbrio, então:

v1 = v

2

k1[A]

a[B]

b = k

2[X]

x[Y]

y

isolando os termos semelhantes resulta:

KCCCC

kk

cb

B

a

A

y

Y

x

X

2

1

.

.

CAa , CB

b ,... = concentrações molares de A, B,...

Kc = constante de equilíbrio (concentrações)

CAa = [A]a , ...

Page 66: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Algumas reações e as constantes Kc

(em função de concentrações)

Generalizando

Kc = [Produtos]

p / [Reagentes]

r

Reação Constantes

N2 + 3H

2 2NH

3 K

c = [NH

3]2 / [N

2].[H

2]3

PCl5

PCl

3 + Cl

2 K

c = [PCl

3].[Cl

2] / [PCl

5]

SO3 + 1/2 O

2 SO

3 K

c = [SO

3] / [SO

2].[O

2]1/2

2H2 + S

2 2H

2S K

c = [H

2S]

2 / [H

2]2.[S

2]

Page 67: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Equilíbrio químico em reações gasosas

Considere a formação da amônia, que ocorre em fase gasosa,

num balão de volume V, em certa temperatura T sendo que

cada gás exerce uma pressão parcial Px

N2(g)

+ 3H2(g)

2 NH3(g)

A pressão de cada gás pode ser

calculada a partir da expressão:

P = nx R T / V

onde: nx / V = [X]

logo: P = [X] R T

[X] = molaridade ; R = constante dos gases

e T = temperatura absoluta (K)

Page 68: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Se a reação ocorrer em fase gasosa a constante de

equilíbrio pode ser expressa em função das pressões

parciais exercidas pelos componentes gasosos:

PPPP

K b

B

a

A

y

Y

x

X

p.

.

lembre que:

V

nRT P

P = pressão ; V = volume ; n = número de mols ; T = temperatura (K)

R = constante universal dos gases = 0,082 atm.L/mol.K

Page 69: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Cálculo da constante Kc - exemplo

O PCl5 se decompõe, segundo a equação:

PCl5 PCl

3 + Cl

2

Ao iniciar havia 3,0 mols/L de PCl5 e ao ser

alcançado o equilíbrio restou 0,5 mol/L do reagente não

transformado. Calcular Kc.

PCl5 PCl3 Cl2

Inicio 3,0 - -

Equilíbrio 0,5 2,5 2,5

Reage 2,5 - -

A constante de equilíbrio será:

Kc = [PCl

3].[Cl

2] / [PCl

5] = [2,5].[2,5] / [0,5]

Kc = 12,5 mol/L

Page 70: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Equilíbrios em reações heterogêneas

Há certas reações, nas quais se estabelece equilíbrio,

em que reagentes e/ou produtos encontram-se em

estados físicos distintos, como por exemplo:

I - CaCO3(s)

CaO(s)

+ CO2(g)

II - NH4Cl

(s) NH

3(g) + HCl

(g)

Nesses casos, como a concentração dos componentes

sólidos não variam, as constantes não incluem tais

componentes.

I - Kc = [CO

2] e K

p = P

CO2

II - Kc = [NH

3].[HCl] e K

p = P

HCl . P

NH3

Page 71: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Deslocamento do equilíbrio químico

(Princípio de Le Chatelier ou equilíbrio móvel)

Os agentes externos que podem deslocar o

estado de equilíbrio são:

1. variações nas concentrações de reagentes ou

produtos;

2. variações na temperatura;

3. variações na pressão total.

“Quando um agente externo atua sobre uma reação em

equilíbrio, o mesmo se deslocará no sentido de diminuir os

efeitos causados pelo agente externo”.

Page 72: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

1 - Influência das variações nas concentrações

* A adição de um componente (reagente ou produto) irá

deslocar o equilíbrio no sentido de consumí-lo.

* A remoção de um componente (reagente ou produto)

irá deslocar o equilíbrio no sentido de regenerá-lo.

As variações nas concentrações de reagentes

e/ou produtos não modificam a constante Kc

ou Kp.

Page 73: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

1 - Influência das variações nas concentrações

Exemplo

Na reação de síntese da amônia

N2(g)

+ 3 H2(g)

2 NH3(g)

I - adicionando N2 ou H

2 o equilíbrio desloca-se no sentido de

formar NH3

( ) ;

II - removendo-se NH3 o equilíbrio desloca-se no sentido de

regenerá-la ( ).

Page 74: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

2 - Influência das variações na temperatura

Um aumento na temperatura (incremento de energia)

favorece a reação no sentido endotérmico.

Uma diminuição na temperatura (remoção de energia)

favorece a reação no sentido exotérmico.

A mudança na temperatura é o único fator que altera

o valor da constante de equilíbrio (Kc ou K

p).

- para reações exotérmicas: T Kc

- para reações endotérmicas: T Kc

Page 75: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

2 - Influência das variações na temperatura

Exemplo

A síntese da amônia é exotérmica:

N2 + 3 H

2 2 NH

3 H = - 17 kcal/mol

I - um aumento na temperatura favorece o sentido endotérmico

( );

II - um resfriamento (diminuição na temperatura favorece a

síntese da amônia, ou seja, o sentido direto ( ).

Portanto, na produção de amônia o reator deve

estar permanentemente resfriado !

Page 76: Cinética química

Regra de Vant Hoff

Um aumento de 10ºC faz com que a velocidade da reação dobre.

Temperatura 5ºC 15ºC 25ºC

Velocidade V 2V 4V

Page 77: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

3 - Influência das variações na pressão total

Um aumento na pressão total (redução de volume)

desloca o equilíbrio no sentido do menor número de mols

gasosos.

Uma diminuição na pressão total (aumento de volume)

desloca o equilíbrio no sentido do maior número de mols

gasosos.

As variações de pressão somente afetarão os

equilíbrios que apresentam componentes gasosos, nos

quais a diferença de mols gasosos entre reagentes e

produtos seja diferente de zero (ngases

0).

Page 78: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

3 - Influência das variações na pressão total

Exemplo

Na síntese da amônia ocorre diminuição no número de mols

gasosos (ngases

= - 2)

N2(g)

+ 3 H2(g)

2 NH3(g)

I - um aumento na pressão desloca o equilíbrio no sentido direto,

menor no de mols( );

II - uma redução de pressão desloca o equilíbrio no sentido

inverso, maior no de mols ( ).

Se a diferença de mols gasosos for nula as variações

de pressão não deslocam o equilíbrio.

Page 79: Cinética química

EQ

UIL

ÍB

RIO

Q

UÍM

IC

O

Síntese da amônia

- efeito da pressão total