ENERGIA = ENTALPIA (H)

Transcrição

1 Cinética Química

2 ENERGIA = ENTALPIA (H) Reações Endotérmicas: absorvem calor do meio ambiente, onde a entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes. Quando ocorre absorção de energia, a quantidade de calor (H P ) do produto é maior que do reagente (H R ).

3 Reagente à Produto ΔH = H P - H R Como H P > H R à ΔH > 0 O ΔH das reações endotérmicas é posi9vo.

4 Reações Exotérmicas: Liberam calor para o meio ambiente, onde a entalpia dos produtos é menor que a dos reagentes. Quando ocorre absorção de energia, a quantidade de calor (H P ) do produto é menor que do reagente (H R ).

5 Reagente à Produto ΔH = H P - H R Como H P < H R à ΔH < 0 O ΔH das reações exotérmicas é nega9vo.

6 OBS: Nos diagramas de entalpia, a flecha indica o sentido da reação. Quando ela está para cima, o ΔH é positivo e, quando está para baixo, o ΔH é negativo. O sinal do ΔH é um indicativo: Se negativo: indica que perdeu calor (exotérmica); Se positivo: indica que ganhou calor (endotérmica).

7 CONDIÇÕES PARA OCORRÊNCIA DE REAÇÕES

8 TEORIA DA COLISÃO Ø Os choques que resultam em quebra e formação de novas ligações são denominados eficazes ou efetivos. Ø No momento em que ocorre o choque em uma posição favorável, forma-se uma estrutura intermediária entre os reagentes e os produtos denominada complexo ativado.

9 A 2 + B 2 à AB + AB b Energia de A9vação c variação da entalpia (ΔH) da reação

10 Fatores que afetam a velocidade da reação

11 As reações químicas ocorrem com velocidades diferentes e estas podem ser alteradas, porque além da concentração de reagentes e produtos, as velocidades das reações dependem também de outros fatores como: Estado Físico dos Reagentes De maneira geral, os gases reagem mais rapidamente que os líquidos, e estes mais rapidamente que os sólidos, já que no estado gasoso as moléculas se locomovem com muita facilidade, provocando um grande número de choques, o que facilita a quebra de suas ligações. Já no estado sólido, a superfície de contato, para que ocorra o choque, é pequena, fazendo com que, em geral, a reação seja bastante lenta.

12 Aumenta a velocidade de reação Aumenta a locomoção das moléculas

13 Concentração de reagentes: Quanto maior a concentração dos reagentes maior será a velocidade da reação. O número de colisões irá depender das concentrações dos reagentes. Quanto mais partículas, maior o número de colisões, logo, maior a velocidade da reação.

14 Superfície de contato: Um aumento da superfície de contato aumenta a velocidade da reação. A efervescência no CaCO 3(s) na forma de pó é mais acentuada (maior superfície de contato). O aumento da superfície intensificou a velocidade da reação, mas não a quantidade do produto formado.

15 Pressão: Quando se aumenta a pressão de um sistema gasoso, aumenta-se a velocidade da reação. O aumento da pressão, diminui o volume gasoso, aumentando a concentração. Aumenta a pressão, aumenta a concentração

16 Temperatura: Quando se aumenta a temperatura de um sistema, ocorre também um aumento na velocidade da reação. Aumentar a temperatura significa aumentar a energia ciné9ca das moléculas, logo, aumenta o número de colisões.

17 Catalisadores: Os catalisadores são substâncias que aceleram o mecanismo sem sofrerem alteração permanente, isto é, durante a reação eles não são consumidos. Os catalisadores diminuem a Energia de Ativação, logo, a reação chega mais rapidamente ao final. É importante lembrar que um catalisador acelera a reação, mas não aumenta o rendimento, ou seja, ele produz a mesma quantidade de produto, mas num período de menor tempo.

18 1 Energia de ativação SEM catalisador. 2 Energia de ati vação COM catalisador. 3 Variação da Entalpia (ΔH) da reação.

19 O inibidor é uma substância que diminui a velocidade das reações, por formar um complexo ativado de alta energia de ativação. Contudo, o inibidor é consumido pela reação. 1 Energia de ativação SEM inibidor. 2 Energia de ativação COM inibidor. 3 Variação da Entalpia (ΔH) da reação.

20 As reações envolvendo catalisadores podem ser de 2 tipos: catálise homogênea: catalisador e reagentes no mesmo estado físico. SO 2(g) + ½ O 2(g) NO 2(g) SO 3(g) catálise heterogênea: catalisador e reagentes em estados físicos diferentes. N 2(g) + 3 H 2(g) Fe (s) 2 NH 3(g)

21 EXERCÍCIOS

22 (Puccamp-SP) Considere as duas fogueiras representadas a seguir, feitas, lado a lado, com o mesmo tipo e quantidade de lenha. A rapidez da combustão da lenha será: a) maior na fogueira 1, pois a superpcie de contato com o ar é maior. b) maior na fogueira 1, pois a lenha está mais compactada, o que evita a vaporização de componentes voláteis. c) igual nas duas fogueiras, uma vez que a quan9dade de lenha é a mesma e estão no mesmo ambiente. d) maior na fogueira 2, pois a lenha está menos compactada, o que permite maior retenção de calor pela madeira. e) maior na fogueira 2, pois a superpcie de contato com o ar é maior.

23 (Puccamp-SP) Considere as duas fogueiras representadas a seguir, feitas, lado a lado, com o mesmo tipo e quantidade de lenha. A rapidez da combustão da lenha será: a) maior na fogueira 1, pois a superpcie de contato com o ar é maior. b) maior na fogueira 1, pois a lenha está mais compactada, o que evita a vaporização de componentes voláteis. c) igual nas duas fogueiras, uma vez que a quan9dade de lenha é a mesma e estão no mesmo ambiente. d) maior na fogueira 2, pois a lenha está menos compactada, o que permite maior retenção de calor pela madeira. e) maior na fogueira 2, pois a superpcie de contato com o ar é maior.

24 (UFMG) Três experimentos foram realizados para investigar a velocidade da reação entre HCl aquoso diluído e ferro metálico. Para isso, foram contadas, durante 30 segundos, as bolhas de gás formadas imediatamente após os reagentes serem misturados. Em cada experimento, usou-se o mesmo volume de uma mesma solução de HCl e a mesma massa de ferro, variando-se a forma de apresentação da amostra de ferro e a temperatura. O quadro indica as condições em que cada experimento foi realizado: Iden9fique a alterna9va que apresenta os experimentos na ordem crescente do número de bolhas observado a) II, I, III. b) III, II, I. c) I, II, III. d) II, III, I.

25 (UFMG) Três experimentos foram realizados para investigar a velocidade da reação entre HCl aquoso diluído e ferro metálico. Para isso, foram contadas, durante 30 segundos, as bolhas de gás formadas imediatamente após os reagentes serem misturados. Em cada experimento, usou-se o mesmo volume de uma mesma solução de HCl e a mesma massa de ferro, variando-se a forma de apresentação da amostra de ferro e a temperatura. O quadro indica as condições em que cada experimento foi realizado: Iden9fique a alterna9va que apresenta os experimentos na ordem crescente do número de bolhas observado a) II, I, III. b) III, II, I. c) I, II, III. d) II, III, I.

26 (UFPE mod.) Considere os seguintes diagramas de energia de reação nas mesmas condições de temperatura e pressão e em função deles indique a alternativa correta:

27 a) As concentrações de C e D serão maiores no caso do diagrama 1. b) A reação A + B à C+ D é endotérmica. c) A variação de entalpia padrão da reação é maior no caso do diagrama 1. d) No caso do diagrama 2, tem-se a presença de um catalisador. e) No caso do diagrama 1, a reação é mais rápida.

28 a) As concentrações de C e D serão maiores no caso do diagrama 1. b) A reação A + B à C+ D é endotérmica. c) A variação de entalpia padrão da reação é maior no caso do diagrama 1. d) No caso do diagrama 2, tem-se a presença de um catalisador. e) No caso do diagrama 1, a reação é mais rápida.

29 PAS-UnB O auxílio do intemperismo físico ao químico, aludido no texto, ao reduzir o tamanho dos fragmentos das rochas e aumentar a área superficial dessas rochas, pode traduzir-se em aumento da rapidez de reações químicas inerentes ao intemperismo químico, graças ao aumento da superfície de contato entre reagentes.

30 PAS-UnB O auxílio do intemperismo físico ao químico, aludido no texto, ao reduzir o tamanho dos fragmentos das rochas e aumentar a área superficial dessas rochas, pode traduzir-se em aumento da rapidez de reações químicas inerentes ao intemperismo químico, graças ao aumento da superfície de contato entre reagentes.

31 PAS-UnB O auxílio do intemperismo físico ao químico, aludido no texto, ao reduzir o tamanho dos fragmentos das rochas e aumentar a área superficial dessas rochas, pode traduzir-se em aumento da rapidez de reações químicas inerentes ao intemperismo químico, graças ao aumento da superfície de contato entre reagentes. Correto. O Aumento da superpcie de contato, aumenta a velocidade da reação.

32 PAS-UnB Considere que, de uma floresta derrubada, tenha sido obtida massa vegetal seca, M, que será submetida à queimada. Assinale a opção em que a representação gráfica apresentada melhor descreve o comportamento da energia envolvida na referida transformação.

33 Letra A. A queima é uma reação que libera calor (exotérmica).