Parte da química que estuda a rapidez das reações Oxidação do ferro (ocorre de forma lenta)....
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Parte da química que estuda a rapidez das reações
Oxidação do ferro(ocorre de forma
lenta).
Este estudo é importante para o nosso dia-a-dia, pois explica alguns fenômenos que convivemos tais como:
Explosão da pólvora(ocorre de forma
rápida).
REAGENTES PRODUTOS
SÃO CONSUMIDOS SÃO FORMADOS
CONCENTRAÇÕES
SOFRERÁ TRANSFORMAÇÃO
Suas concentrações diminuem
Suas concentrações aumentam
A velocidade de uma reaçãopode ser : A) Lenta B) rápida C) moderada.
EX:• A formação do petróleo
Lenta
Rápida
Moderada A queima de uma vela
A queima da serragem
Queima de toraLenta
fogo hot
• A formação da ferrugem ( na umidade )
Lenta
Lenta
Lenta• A digestão dos alimentos
• Os compostos orgânicos, suas reações são :
É a maior ou menor rapidez (velocidade)com que uma reação ocorre
É calculada pela relação entre a quantidade de um reagente (ou produto) que é consumido (ou produzido)
e o intervalo de tempo gasto para isto
VM =[ final ] – [ inicial ]
t final – t inicial
Assim sendo, a velocidade média ( Vm ) de uma reação pode ser determinada pela fórmula:
Vm = tm
Vm = Velocidade média m = Variação de massa no intervalo de tempo T = Intervalo
Concentração molar [ ] ou variaçãode mols ( n) ou variação de pressão ( p)
EX: Para a reação: 2SO2 + O2 2SO3, foram obtidos os resultados mostrados na tabela a seguir:Tempo de reação (min.) Massa de SO3 formado
(g)
10 3020 4530 5040 52
Com base nesses dados, calcule a velocidade média, nos intervalos.A) De 10 a 20 min.
Vm = tm
Mf-Mi
Tf-Ti
Vm =20-1045-30
Vm=1,5g/min.
B) De 10 a 30 min.
Vm = mt Vm =50-30
30-10
Vm=1,0g/min.
Mf-Mi
Tf-Ti
C) De 20 a 30 min.
Vm = mt Vm =50-45
30-20
Vm=0,5g/min.
D) De 10 a 40 min.
Vm = mt Vm =52-30
40-10
Vm=0,73g/min.
E) DE 30 a 40 min.
Vm = Vm =
Vm=0,2g/min.
mt 52-50
40-30
Vm = 102
Para a reação:A + B C
A) De 0s a 2s ( R=4g/s )B) De 0s a 4s ( R=3,5g/s )C) De 2s a 4s ( R=3g/s )D) De 4s a 6s ( R=1g/s )
Tempo(s)
Massa de “A”
presente(g)0 25
2 17
4 11
6 9
As quantidades das substânciassão medidas em
mol/L, massas, volumes (gases), etc.,
Enquanto que o intervalo de tempo pode ser dado em
segundos, minutos ou horas
A quantidade de reagente ou produto
medida em mol/L é representada por [ ]
01) (Covest – 2006) A reação de decomposição da amônia gasosa
foi
realizada em um recipiente fechado:2 NH3 N2 + 3 H2
A tabela abaixo indica a variação na concentração de reagente em
função do tempo.Concentração de NH3 em mol/ L
Tempo em horas
8,0 6,0 4,0 1,0
0,0 1,0 2,0 3,0
Qual é a velocidade média de consumo do reagente nas duas
primeiras horas de reação?
a) 4,0 mol / L.h
b) 2,0 mol / L.h
c) 10 km / h
d) 1,0 mol / L.h
e) 2,3 mol / h
V m =4 mol / L
2 h= 2 mol / L . h
02) Em determinada experiência, a reação de formação de água está ocorrendo com o consumo de 4 mols de oxigênio por minuto. Conseqüentemente, a velocidade de consumo de hidrogênio é de:
a) 2 mols/min.
b) 4 mols/min.
c) 8 mols/min.
d) 12 mols/min.
e) 16 mols/min.
H2 + O2 H2O
2 mols/min de H2 1 mol/min de O2
n mols/min de H2 4 mols/min de O2
n = 2 x 4 n = 8 mols / min
2 21
03) (FMIt - MG) Numa reação completa de combustão, foi consumido, em 5 min, 0,25 mol de metano, que foi transformado em CO2 e H2O. A velocidade da reação será:
a) 0,80 mol/min.
b) 0,40 mol/min.
c) 0,05 mol/min.
d) 0,60 mol/min.
e) 0,30 mol/min.
V m =0,25 mol5 min
V m = 0,05 mol / min
CINÉTICA QUÍMICA
Velocidade em termos de concentração
Vm = ∆ [ ] ∆t
Velocidade de reação e estequiometriaPara a reação
aA + bB → cC + dDa velocidade é:
V = - 1 ∆[A] = - 1 ∆[B] = 1 ∆[C] = 1 ∆[D] a ∆t b ∆t c ∆t d ∆t
CINÉTICA QUÍMICA
Variação da concentração com o tempoPara uma reação do tipo A → C, obtém-se os seguintes gráficos (concentração versus o tempo):
Para compreendermos os fatores que alteram a velocidade
de uma reação devemos conhecer a
TEORIA DAS COLISÕES
De acordo com a teoria das colisões pode-se afirmar que
a velocidade de uma reação depende da:
energia das colisõesorientação das moléculas nas colisões
freqüência das colisões
energia suficientee
orientação adequadaH2 I2+ 2 HI
energia insuficiente
H2 I2+ H2 I2+
orientaçãoinadequada
H2 I2+ H2 I2+
1. Estado particular em que se encontram os reagentes.
A freqüência e a energia das colisões são afetadas pelos fatores:
2. temperatura em que se realiza a experiência.3. Eletricidade.
4. Luz.
5. Pressão.
6. Concentração dos reagentes.
7. Catalisadores.
No que se refere ao estado físico dos reagentes
Os gases reagem melhor que os líquidos,
e estes melhor que os sólidos
No que se refere aos sólidos:
Quanto mais pulverizados estiverem os reagentes,
mais rápida é a reação
Um aumento da temperatura
aumenta a freqüência e a energia das colisões entre os reagentes,
como conseqüência,
o número de colisões efetivas e a velocidade da reação
aumentam
Para que as moléculas quebrem suas ligações iniciaise formem novas substâncias
é necessária uma energia mínima denominada de
ENERGIA DE ATIVAÇÃO (Ea)
caminho da reação
energia ( kcal )
+ 10
+ 15
+ 50 Ea = + 40 kcal
Gráfico reação endotérmica
Gráfico reação endotérmica
Gráfico reação exotérmica
Gráfico reação exotérmica
A luz provoca algumas reações denominadas de REAÇÕES FOTOQUÍMICAS
As principais são:
Fotossíntese
Decomposição da água oxigenada em água e oxigênio
Um aumento da PRESSÃO aumentará o número de COLISÕES e a reação será mais RÁPIDA
É uma substância que
diminui a energia de ativação de uma reação
aumentando assim a sua velocidade
Os catalisadores não são consumidos durante a reação
Os catalisadores não alteram a variação de entalpia da reação
Reação com e sem catalisador:
01) A velocidade de uma reação química depende:
I. Do número de colisões entre moléculas na unidade de tempo.
II. Da energia cinética das moléculas envolvidas na reação.
III. Da orientação 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.
V
V
V
02) O carvão é combustível constituído de uma mistura de compostos ricos em carbono. A situação do combustível, do comburente e a temperatura utilizada favorecerão a combustão do carbono com maior velocidade, é, na ordem:
a) carvão em pedaços, ar atmosférico, 0°C.b) carvão pulverizado, ar atmosférico, 30°C.c) carvão em pedaços, oxigênio puro, 20°C.d) carvão pulverizado, oxigênio puro, 100°C.e) carvão em pedaços, oxigênio líquido, 50°C.
VER
Um aumento da concentração dos reagentes numa solução acarretará no aumento do número de colisões e,
em conseqüência,um aumento da velocidade da reação
Para uma reação genérica: a A + b B Produtos
A velocidade da reação é dada pela expressão:
Onde os valores de “ x ” e “ y ”
são determinados experimentalmente
Esta equação é conhecida pelo nome de
LEI DA VELOCIDADE
v = k [ A ] [ B ]x y
Para as reações ELEMENTARES
os valores dos expoentes são iguais aos coeficientes das
substâncias na equação química
2 NO (g) + H2 (g) N2O (g) + H2O (g)
v = k [ NO ] [ H2 ]2
Para a reação:
A lei da velocidade é:
01) A reação A + 2 B P se processa em uma única etapa. Qual a
velocidade desta reação quando K = 0,3 L/mol . min, [A] = 2,0 M e
[B] = 3,0 M ?
a) 5,4.
b) 4,5.
c) 1,8.
d) 18,0.
e) 54.
v = k [ A ] [ B ] 2
k = 0,3 L / mol . min
[ A ] = 2,0 M
[ B ] = 3,0 M
2v = 0,3 x 2 x 3 v = 0,3 x 2 x 9
v = 5,4
Se uma reação ocorrer em várias etapas
sua velocidade é dada pela
ETAPA MAIS LENTA
A + A A2 ( etapa lenta )
A2 + B A2B ( etapa rápida )
2 A + B A2B ( reação global )
V = k [ A ] 2A lei da velocidade é:
02) (Unip-SP) A poluição é uma das causas da destruição da camada de ozônio.
Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de
nitrogênio com o ozônio:
2 NO2 (g) + O3 (g) N2O5 (g) + O2 (g)
Essa reação ocorre em duas etapas:
I. NO2 (g) + O3 (g) NO3 (g) + O2 (g) (lenta)
II. NO3 (g) + NO (g) N2O5 (g) (rápida)
Assinale a lei de velocidade para essa reação:
a) v = k [NO2] [O3]
b) v = k [NO2] [O3]
c) v = k [NO3] [NO2]
d) v = k [NO2] [O3] + k’ [NO3] [NO2]
e) v = k [NO2] 2
2
Pág. 45
Ex. 11
03) Na decomposição térmica da amônia expressa pela equação:2 NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g)
Duplicando-se a concentração molar de NH3, a velocidade da reação ficará:
a) inalterada.
b) duas vezes maior.
c) três vezes maior.
d) quatro vezes maior.
e) seis vezes maior.
v = k [ NH3 ] 2
[ NH3 ] = x mol /L
v = k x 2
[ NH3 ] = 2x mol /L
v’ = k ( 2x ) 2
v’ = k x4 2
v’ = 4 v
04) Unisinos-RS) Na Química ambiental, que procura, entre outras coisas, avaliar formas de atenuar a emissão de substâncias gasosas que depreciam a qualidade do ar; a reação entre os gases monóxido de carbono e oxigênio, para produzir dióxido de carbono, tem grande importância. A equação representativa dessa reação é:
2 CO (g) + O2 (g) 2 CO2 (g)v1
v2
Quando se duplicarem, simultaneamente, as concentrações molares de CO e O2, efetuando a reação em sistema fechado, por quantas vezes ficará multiplicada a velocidade da reação “v”?
a) 2.
b) 4.
c) 8.
d) 16.
e) 32.
Pág. 45Ex. 10
v = k [CO] [O2]2
[CO2] = x mol/L
[O2] = y mol/L2v = k x y
[CO2] = 2x mol/L
[O2] = 2y mol/L2v’ = k (2x) (2y)
2v’ = 8 vk x y
05) A tabela abaixo apresenta os valores das velocidades de reação e as correspondentes concentrações em mol / L dos reagentes em idênticas condições, para o processo químico representado pela equação:
3 X + 2 Y Z + 5 W
velocidade [ X ] [ Y ]
10 101010
104040 20
5
Qual a equação de velocidade desse processo? v = k [ X ] [ Y ]b
x
a
1
2
3
1
2=
10
40
k
k x
xx
10
5
b
a b
a 10
10
x
2
3=
40
40
k
k x
xx
10
10
b
2 b
2 20
10
4 = 2 a
= 2 a2 2
a = 2
1 = 2 b
= 2 b2 0
b = 0
v = k [ X ] [ Y ]02
ou v = k [ X ]2
Pág. 44Ex. 08
06) (Urca-CE) Dada a seguinte reação genérica “2 A + B C” e o quadro cinético abaixo:
Experiência [A] mol/L [B] mol/L Velocidade (mol/L.s)I 0,42 0,21 0,20II 0,42 0,63 1,80III 0,84 0,21 0,40
É correto afirmar:
a) é uma reação elementar.
b) a ordem global da reação é 2.
c) a lei de velocidade é v = k[A]2[B].
d) a constante de velocidade é igual a 1.
e) a lei de velocidade é v = k[A][B]2.
v = k [A] [B]x y
=2
1
1,80
0,20
k . (0,42) (0,63)x y
k . (0,42) (0,21)x y 9 = 3 y y = 2
=3
1
0,40
0,20
k . (0,84) (0,21)x y
k . (0,42) (0,21)x y 2 = 2 x x = 1
v = k [A] [B]2