O Cinética Química

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEB

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA - DCET

LICENCIATURA EM QUÍMICA – 2015.1

Andreza Soares

Marlena Cecilia Barreto

Vanessa Miranda

CINÈTICA QUÌMICA

 

Salvador, Bahia.

2015

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEB

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA - DCET

LICENCIATURA EM QUÍMICA – 2015.1

Andreza Soares

Marlena Cecilia Barreto

Vanessa Miranda

CINÈTICA QUÌMICA

Arnaud Victor dos Santos

DOCENTE

Salvador, Bahia.

2015

RESUMO

Existem quatro fatores que influenciam na velocidade de uma reação química: O estado físico dos reagentes, temperatura, concentração e a presença de um catalizador.

O presente relatório foi realizado para verificar experimentalmente a influencia dos fatores citados acima nos sistemas trabalhados.

SUMÁRIO

RESUMO.................... ...................        3

1.        FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA        

2.        OBJETIVO        

3.        MATERIAIS E MÉTOOS        

3.1 REAGENTES/ SOLUÇÕES        

3.2        VIDRARIAS        

3.3        EQUIPAMENTOS E OUTROS MATERIAIS        

3.4        PROCEDIMENTO        

4.        OBSERVAÇÕES E DADOS        

4.1 DADOS        

4.2 OBSERVAÇÕES        

5.        RESULTADOS E DISCUSSÃO        

6.        CONCLUSÃO        

7.        REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS        

1. FUNDAMENTAÇÃO TÉORICA

A velocidade de uma reação química, isto é, a rapidez com que certa quantidade de reagentes transforma-se em produtos e o fatores que alteram esta velocidade é o estudo da Cinética química. A reação química envolve a quebra e a formação de novas ligações, para a reação acontecer são necessários choques efetivos entre as partículas e esses choques só ocorrem quando:

1. As partículas estão com orientação favorável;

2. As partículas possuem energia cinética igual ou maior que o valor mínimo. A energia mínima necessária para que uma reação comece é chamada de Energia de Ativação (Ea).

     A variação da concentração dos reagentes ou produtos dividida pelo intervalo de tempo é a expressão da velocidade média de uma reação química, com unidade de mol por litro vezes minutos ou mol por litro vezes segundos (mol/L.min ou mol/L.s)

     ou    [pic 3][pic 4]

     Nesse caso a reação é de consumo do reagente, A, para a formação do produto, B. Como a velocidade média para o reagente seria negativa, coloca-se o sinal negativo para esta ficar positiva, pois por convenção, expressa-se a velocidade em valores positivos.

     Há fatores que alteram a velocidade de uma reação química e a concentração é uma dessas. Sendo diretamente proporcional à velocidade, quanto maior é a concentração do reagente, maior será a velocidade, mas existem alguns casos em que a velocidade não é afetada pela concentração de um determinado reagente. A dependência da velocidade pela concentração dos reagentes é chamada Lei de velocidade e pode ser determinada a partir de uma reação química:

Reação genérica: aA + bB → cC + dD

Lei de Velocidade = k[A]x[B]y

     Sendo k a constante de velocidade a uma determinada temperatura,  x e y expoentes que determinam a ordem de reação. Os expoentes de uma lei de velocidade indica como a velocidade vai ser afetada pela concentração de cada reagente. Por exemplo, se dobrarmos ou triplicarmos a concentração de um reagente e o valor da velocidade também dobrar ou triplicar, a reação será de primeira ordem e seu expoente será 1. Como dito anteriormente, existem casos que a concentração de um reagente não afeta a velocidade, na lei de velocidade o expoente desse reagente será 0 (zero)  e a velocidade dependerá somente da constante k. Os valores dos expoentes são determinados experimentalmente.

     A temperatura afeta diretamente a velocidade, isso porque quando aumentamos a temperatura dos reagentes, suas partículas se movimentam mais rapidamente, pois houve um aumento na energia cinética das partículas. Para ocorrer uma reação, terá que haver colisões entre essas partículas. Quanto maior for a energia cinética maior será a probabilidade de choques efetivos e mais rapidamente ocorrerá a reação química. Em termos de equação de velocidade, a causa da variação da velocidade da reação com a temperatura está no fato de que a constante de velocidade k varia com a temperatura. A influência da temperatura é demonstrada pela equação de Arrhenius:

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       Sendo A o fator frequência (a frequência com que ocorrem os choques efetivos para a formação dos produtos), R a constante dos gases ideais e T a temperatura. De acordo com a equação de Arrhenius, o valor da constante de velocidade k aumenta com a temperatura. É percebido que, quando a energia de ativação aumenta a constante de velocidade diminui e quando há um aumento na temperatura a constante de velocidade aumenta.

       Quando reagentes estão em fases, há uma diminuição do contato entre eles e areação acontece mais lentamente, a reação está limitada à superfície de contato. Portanto, partículas finas reagem mais rápido por manter uma menor área superficial, obtendo então uma maior velocidade.