Prática Química Geral - Cinética

[pic 1]UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA – UFBA[pic 2]

Curso: Engenharia Química                    

Disciplina: QUIA28

Docente: Drª Heloysa Martins Carvalho Andrade

Discentes:

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Semestre Letivo: 2018.2

RELATÓRIO DA ATIVIDADE PRÁTICA:

CINÉTICA QUÍMICA

Salvador-Ba, 4 de outubro de 2018

SUMÁRIO

1. Introdução --------------------------------------------------------------------------------- 3
2. Objetivos----------------------------------------------------------------------------------- 7

2.1- Objetivo Geral ---------------------------------------------------------------------- 7

2.2- Objetivos Específicos -------------------------------------------------------------- 7

1. Parte Experimental ----------------------------------------------------------------------- 8

3.1- Materiais e Reagentes -------------------------------------------------------------- 8

3.2- Procedimentos Experimentais ----------------------------------------------------

1. Resultados e Discussão ----------------------------------------------------------------
2. Conclusão--------------------------------------------------------------------------------
3. Referências ------------------------------------------------------------------------------

1. Introdução

Cinética química é o ramo da físico-química que estuda as velocidades das reações e os fatores que afetam a velocidade. Dentre estes fatores estão: concentração dos reagentes, temperatura, superfície de contato entre os reagentes, catalisadores, etc. Enquanto a termodinâmica está interessada apenas nos estados iniciais e fim de um processo, a cinética química está interessada nos detalhes da transformação do sistema de um estado a outro, bem como no tempo necessário para essa transformação. (ATKINS, 2006)

        A cinética química está diretamente relacionada ao estabelecimento do mecanismo químico da reação, à obtenção de dados cinéticos experimentais, à correlação destes dados cinéticos pelo emprego de gráficos, tabelas ou equações matemáticas.

1. Velocidade de reação

Velocidade de reação é definida como a variação de concentração de um dos reagentes ou produtos divididos pelo tempo que a mudança leva para ocorrer. Como a velocidade pode mudar com o tempo, é definida a velocidade média da reação como a variação da concentração molar de um reagente R, ou de um produto P, durante um intervalo de tempo ∆t, sendo expressa pelas seguintes equações: (ATKINS, 2006)

Velocidade média do consumo de R =    (Eq. 1)[pic 3]

Velocidade média da formação de P =    (Eq. 2)[pic 4]

        Para evitar as ambigüidades associadas com as várias maneiras de registrar uma velocidade de reação, pode-se usar a velocidade média única de uma reação sem especificar a espécie. Para a equação a seguir:

        aA + bB                                cC + dD[pic 5]

        Velocidade média única da reação =    =    =   =   (Eq. 3)[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

1. Lei de velocidade

                A lei da velocidade de uma reação é a expressão da velocidade instantânea de reação em termos da concentração de uma espécie em qualquer momento. Cada reação tem sua própria lei de velocidade, a qual, para uma reação aA + bB               cC + dD ..., pode ser escrita como:

        Velocidade de consumo de   (Eq. 4)[pic 11][pic 10]

        Sendo:

- K a constante de velocidade da reação, que é característica da reação(diferentes reações tem diferentes constantes) e a temperatura na qual a reação ocorre. Além disso, K é independente da concentração;

- [A], [B]... a concentração do reagente no instante de interesse;

- n, m,..., a ordem da reação, que é a potência à qual a concentração da espécie está elevada na equação da velocidade. A ordem total da reação é a soma das ordens das espécies, ou seja, n + m, etc.

Para uma reação aA, ...            bB, ..., pode-se resumir as leis de velocidade (Velocidade= ) para as três ordens de reação mais comuns como:[pic 13][pic 12]

• n = 0: velocidade = K (reação de ordem zero, reação que a velocidade não depende da concentração);
• n = 1: velocidade = K[A] (reação de segunda ordem, reação em que a velocidade é proporcional à primeira potência depende da concentração);
•  n = 2: velocidade =  (reação de primeira ordem, reação em que a velocidade é proporcional à segunda potência depende da concentração).[pic 14]

1. Fatores que afetam a velocidade

1.3.1 Concentração dos reagentes

        Quanto maior o número de moléculas reagentes por unidade de volume (maior concentração), maior a probabilidade de essas partículas colidirem de modo efetivo. Consequentemente, maior será a velocidade da reação. (ATKINS, 2006)

1. Temperatura

Sendo a temperatura uma medida da energia cinética média das moléculas de umas substâncias, um aumento de temperatura representa um aumento movimento das moléculas. Movimentando-se mais rapidamente, as moléculas irão colidir com maior freqüência e violência, o que a carreta um aumento na velocidade da reação. Fazendo-se um gráfico do número de moléculas das substâncias reagentes em função da energia cinética dessas moléculas numa dada temperatura obtém-se. (Brown, 2016)