QUÍMICA Cinética Química Concentração, Pressão, Temperatura e Catalisador - Parte 4 Prof ª. Giselle Blois
CONCENTRAÇÃO DOS REAGENTES: O aumento da concentração dos reagentes acarreta em um aumento da velocidade da reação pois, ao aumentar a concentração, aumenta-se o número de moléculas reagentes e, consequentemente, aumentam os choques.
Vamos entender melhor: A + B AB A B A A B A A B B V 2 V 4 V
Ou seja, existe uma relação matemática quando há um aumento na concentração de um ou mais reagentes: LEI CINÉTICA DAS REAÇÕES ou LEI DAS AÇÕES DAS MASSAS (lei experimental).
A taxa de desenvolvimento ou a velocidade de uma reação química, a uma dada temperatura, é diretamente proporcional ao produto de uma constante pelas concentrações dos reagentes, em quantidade de matéria, elevadas aos seus respectivos expoentes determinados experimentalmente.
a A + b B c C + d D V = K. [A] m. [B] n V = velocidade da reação (mol. L -1. min -1 ou em mol.l -1.s -1 ) [A] = concentração molar do reagente A (mol. L -1 ) [B] = concentração molar do reagente B (mol. L -1 ) m, n = coeficientes determinados experimentalmente K = constante cinética ou constante de velocidade da reação
OBS: K = é típica de cada reação e varia com a temperatura; m, n = são denominados ordem de reação. Em reações elementares (única etapa) m, n são iguais aos coeficientes dos reagentes da reação. Nas reações que ocorrem em mais etapas, é necessário realizar vários experimentos para se descobrir o valor correto. A soma m + n nos fornece a ordem global de reação.
Mecanismo de uma reação: é o conjunto de reações elementares ou parciais segundo as quais a reação se processa (etapas da reação). * Uma reação química pode ocorrer em diversas etapas (rápidas e lenta), sendo apenas UMA A ETAPA LENTA que é etapa determinante.
* ORDEM DA REAÇÃO: é sempre determinada experimentalmente e pode ser igual a zero, inteiro, positivo ou fracionário. * MOLECULARIDADE: é o número de moléculas que se chocam (formam o complexo ativado) em cada etapa da reação. OBS: só podem participar da reação as substâncias no estado físico GASOSO ou AQUOSO.
Ex.: C 12 H 22 O 11 + H 2 O C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 V = K. [C 12 H 22 O 11 ] Ordem da reação = 1 Molecularidade = 2 (reação bimolecular: choque entre duas moléculas C 12 H 22 O 11 e H 2 O)
Exercícios: 1) (UFSC) A reação genérica A + 2B PRODUTOS se processa em uma única etapa. Sua constante de velocidade vale 0,3 L/(mol.min). Qual a velocidade da reação em mol/(l.min) quando as concentrações de A e B forem, respectivamente, 2,0 e 3,0 mol/l? V = K. [A]. [B] 2 V = 0,3. (2,0). (3,0) 2 = 0,3. 2. 9 = 5,4 mol/(l.min)
2) (Mackenzie-SP) A reação 2 A + B C + D apresenta o seguinte mecanismo: A + B X (etapa lenta) A + X C + D (etapa rápida) Sabendo-se que a constante de velocidade é aproximadamente igual a 2.10 3 L/(mol.s) e que as concentrações de A e B são, respectivamente, 6.10-8 e 2.10-8 mol/l, pede-se calcular a velocidade da reação 2 A + B C + D.
ETAPA LENTA: A + B X V = k. [A]. [B] V = 2.10 3. 6.10-8. 2.10-8 = (2. 6. 2).10 3 + (-8) + (-8) = 24.10-13 V = 2,4.10-12 mol/(l.s)