VELOCIDADE DE REAÇÃO

Introdução

Nesta prática, foram realizados experimentos com o intuito de se analisar a cinética de reações químicas. Para isso foram usados conceitos de cinética química.

Usa-se a termodinâmica para predizer a direção espontânea e a extensão de uma mudança química. A termodinâmica, porém, não nos diz com que velocidade a reação ocorre. Algumas reações termodinamicamente espontâneas - como a decomposição de benzeno em carbono e hidrogênio - como as reações de transferência de próton - atingem o equilíbrio muito rapidamente. O estudos das velocidades das reações químicas é chamado de cinética química.

Ao estudar a termodinâmica leva-se em conta apenas os estados inicial e final (a origem e o destino) de um processo químico e ignoramos o que acontece entre eles (o caminho com todos os seus obstáculo). Na cinética química, está em interesse no processo em si - os detalhes das mudanças que os átomos e moléculas sofrem durante as reações e as velocidades de cada etapa.

VELOCIDADE DE REAÇÃO

Informalmente, sabe-se que uma reação é rápida quando os produtos são formados quase instantaneamente, como acontece em uma reação de precipitação ou em uma explosão. Já se diz que uma reação é lenta quando os produtos levam um longo intervalo de tempo para se formar, como acontece na corrosão ou na decomposição de materiais orgânicos.

>CONCENTRAÇÃO E VELOCIDADE DE REAÇÃO

No dia a dia, a velocidade é definida como a mudança do valor de uma propriedade dividida pelo tempo que ela leva para ocorrer. Em química, se quer saber quão rápido os reagentes são consumidos ou os produtos são formados. Define-se velocidade de reação como a variação da concentração de um dos reagentes ou produtos dividida pelo tempo que a mudança leva para ocorrer.

velocidade média de consumo de R = -[R]t t

velocidade média de formação de P = [P]t t

A velocidade instantânea de uma reação é a inclinação da tangente traçada no gráfico de concentração versus tempo no momento de interesse. Na maior parte das reações, a velocidade decresce à medida que a reação progride.

>LEIS DE VELOCIDADE E ORDEM DE REAÇÃO

As tendências das velocidades de reações são comumente identificadas pelo exame da velocidade inicial da reação, a velocidade instantânea no início da reação. Suponha, por exemplo, que deseja-se medir diferentes quantidades de pentóxido de dinitrogênio, N2O5, sólido, em diferentes balões de mesmo volume, colocados em um banho de água, em 65ºC, para vaporizar todo o sólido e, então, usar a espectrometria para monitorar as concentrações de reagentes e produtos em cada balão, durante a decomposição do N2O5:

2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)

Cada balão tem uma concentração inicial de N2O5 diferente. Determinamos a velocidade inicial da reação em cada balão traçando a tangente em cada curva em t = 0. Encontra-se maiores velocidades iniciais de decomposição do vapor nos balões em que as concentrações iniciais de N2O5 são maiores. Com isso conclui-se:

velocidade inicial de consumo de N2O5 [N2O5]inicial

Ao se introduzir uma constante K, se escreve esta proporcionalidade como uma igualdade:

velocidade inicial de consumo de N2O5 = K[N2O5]inicial

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