Mecanismo Cinético das Reações Químicas

Mecanismo Cinético das Reações Químicas

Reagentes                     Complexo Ativado (C.A)                   Produtos
                             energia de ativação (E.A)*

[pic 1][pic 2]

➢ C.A = espécie química intermediaria aos reagentes e produtos.
➢ E.A = energia necessária* para formar o C.A
*Além da E.A são necessárias também colisões entre as espécies reagentes. 

• GRÁFICO EXOTÉRMICO

[pic 3]

• GRÁFICO ENDOTÉRMICO[pic 4]

Fatores que influenciam nas velocidades das reações químicas

1. Temperatura

MAIOR temperatura → MAIS energia → MAIOR velocidade.

*lei de Van’t Hoff: a cada 10 min., a velocidade de uma reação é dobrada.

1. Superfície de Contato

MAIOR superfície → MAIOR nº de colisões → MAIOR velocidade.

1. Catalisador

Agem em uma reação diminuindo a energia de ativação, mas não são consumidos no processo. Acelera a reação química, porém não interfere na quantidade final formado no produto, nem no ∆H da reação.

[pic 5]

1. Ação da concentração dos reagentes sobre a rapidez das reações químicas.

Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação. OBS: “[  ]” concentração em mol/L

Lei da ação de massas ou Lei da velocidade

Dada uma reação genérica:
aA + bB → cC + dD

A lei da velocidade será:
V= K [A]x [B]y 

Onde:
V: velocidade da reação;
K: constante da velocidade;**
[  ]: concentração dos reagentes em mol/L;
x, y: determinados experimentalmente. 
x: ordem da reação em relação ao reagente B.
y: ordem da reação em relação ao reagente A.[pic 6][pic 7]

**Determinada experimentalmente e cada reação apresenta sua própria constante à determinada temperatura.[pic 8]

[pic 9]

     Para uma reação elementar (que ocorre em apenas uma etapa) o “x=a” e o “y=b”.

[pic 10]

    Para uma reação que ocorre em mais de uma etapa, as ordens da reação = coeficientes dos reagentes da etapa lenta.

                 [pic 11]

Equilíbrio Químico

- Ocorre em processos reversíveis.
- Considere a equação genérica:

[pic 12]

Esta reação é classificada como reversível, pois, após determinado momento, os produtos “C” e “D”, reagem para produzir “A” e “B”.

- Toda reação reversível tende a um estado de equilíbrio químico.

[pic 13]

[pic 14]

• Constante de equilíbrio

Kc= [C]z . [D]w        

        [A]x . [B]y

→ Observações: 
1. O valor do Kc é alterado apenas com a mudança de temperatura.
2. Em Kc, não entram substâncias sólidas.

→ Características de um sistema em equilíbrio químico:
- O equilíbrio químico é dinâmico (as reações continuam ocorrendo microscopicamente);
- As concentrações das substâncias são constantes;
- O equilíbrio é afetado apenas quando a temperatura muda.
OBS: catalisadores não alteram o equilíbrio pois aceleram a VD e VI igualmente.

Equilíbrio Heterogêneo

• Reações com constituintes sólidos

A concentração de sólido ([  ]) é constante e numericamente igual a 1.

Ex: CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g)

como:  [CaCO3] = 1  e  [CaO] = 1
                                  1
portanto: Kc = [CaO] . [CO2]
                    1     [CaCO3]                         Kc= [CO2]
[pic 15][pic 16]

Conclusão: em Kc não são incluidas a [  ] das substâncias sólidas.

→ Constante de equilíbrio expressa em termo das pressões parciais dos constituintes gasosos (Kp)
Para reações em equilíbrio que apresentam substâncias gasosas, pode-se determinar a constante de equilíbrio com valores das pressões parciais (P)

EX: C(s) + O2(g) ↔ CO2(g)

Kp= Pco2
            Po2