Resumo: Cinética Química

Cinética Química

A cinética química é o estudo da velocidade que ocorrem as reações químicas e os fatores que influenciam nessa velocidade.

Nesse resumo vamos pontuar os principais tópicos relacionados à cinética: leis da velocidade e modelo das colisões.

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1. Leis da Velocidade

A velocidade de uma reação é determinada experimentalmente e não depende dos coeficientes estequiométricos da reação.

Considerando a reação:

$A+B+C \rightarrow D+E$

A lei geral da velocidade é:

$v= k\ [A]^m \cdot [B]^n \cdot [C]^o$

Onde $m+n+o$ representa a ordem global da reação.

a. Reação de Ordem $\boldsymbol 0$

Em uma reação de ordem $0$ , a concentração de reagentes não influencia na velocidade da reação. A lei geral da velocidade $\left(v\right)$ e o tempo de meia-vida $\left(t_{1/2}\right)$ serão dados por:

$v=k [A]^0\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ t_{1/2} [A] = \dfrac {[A]_0}{2k}$

O gráfico de concentração de $A$ versus o tempo e a equação da reta de reação será dado por:

Cinética Química — Gráfico da concentração de [A] pelo tempo e equação da reta

b. Reação de Ordem $\boldsymbol 1$

Em uma reação de ordem $1$ , a concentração de reagente afeta linearmente a velocidade de reação. A lei geral da velocidade $\left(v\right)$ e o tempo de meia-vida $\left(t_{1/2}\right)$ serão:

$v=k [A]^1\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ t_{1/2}= \dfrac{ln2}{k}$

O gráfico linearizado da concentração de $A$

pan class="base">A versus o tempo e a equação da reta será:

c. Reação de Ordem $\boldsymbol 2$ 

Em uma reação de ordem $2$ , a concentração de reagente afeta quadraticamente a velocidade de reação. A lei geral da velocidade $\left(v\right)$ e o tempo de meia-vida $\left(t_{1/2}\right)$ serão:

$v=k [A]^2\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ t_{1/2}= \dfrac{1}{k[A]_o}$

O gráfico linearizado da concentração de $A$ versus o tempo e a equação da reta será:

2. Modelo das Colisões

O modelo das colisões é o modelo utilizado para explicar a cinética química. Segundo esse modelo, para que ocorra uma reação é necessário um choque efetivo entre as moléculas, que por sua vez necessitam de uma energia mínima para colidir e formar o produto de reação:

Onde $Ea$ é a energia mínima necessária para que os reagentes convertam-se em produtos.

a. Equação de Arrheius

Através da equação de Arrhenius é possível determinar a energia de ativação de uma reação:

$\displaystyle k= A \cdot e^{\frac{-Ea}{RT}}$

$ln\ k = - \dfrac{Ea}{R} \cdot \dfrac{1}{T} + lnA$

b. Fatores que Alteram a Velocidade

Alguns fatores alteram a velocidade de reação:

 $\bullet$ Pressão

O aumento da pressão de um sistema diminui o espaço entre moléculas, aumentando a probabilidade de choque efetivo, aumentando a velocidade da reação.

 $\bullet$ Concentração

Usando a mesma lógica da pressão, em um líquido, o aumento da concentração de um reagente aumenta a velocidade da reação.

 $\bullet$ Temperatura

O aumento da temperatura aumenta a agitação das moléculas no sistema, causando maior taxa de colisões e, portanto, aumentando a velocidade da reação.

 $\bullet$ Superfície de Contato

Quanto maior contato de moléculas, maior a taxa de colisões efetivas e, portanto, a velocidade da reação.

 $\bullet$ Estado Físico

A organização do sistema em cada estado físico facilita ou dificulta o choque efetivo entre moléculas.

 $\bullet$ Catalisador

O catalisador diminui a energia de ativação do sistema, aumentando a velocidade da reação. O catalisador não participa da reação:

Essas são as principais informações sobre cinética química. Para entender esse assunto em seu contexto e praticar exercícios, acesse os conteúdos pelo link: https://estudar.com.vc/cursos/917-quimica-geral?chosen_concept=16518

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