Cinética Química

A cinética química, também conhecida como cinética de reação, é uma ciência que estuda a velocidade das reações químicas de processos químicos e os fatores que as influenciam. Pode se definir reações químicas como sendo um conjunto de fenômenos nos quais duas ou mais substâncias reagem entre si, dando origem a diferentes compostos. Equação química é a representação gráfica de uma reação química, onde os reagentes aparecem no primeiro membro, e os produtos no segundo.

A + B C + D

Reagentes Produtos

Um dos principais objetivos da química é controlar a velocidade das reações quúmicas, de modo que sejam rápidas o suficiente para proporcionar o mehor aproveitamento do ponto de vista prático e econômico, mas não tão rápidas a ponto de oferecer risco de acidentes, o ideal é ter reações com velocidades controladas.

Velocidade Média da Reação em função das substâncias ocorre quando uma equação, numa reação, os reagentes vão diminuindo progressivamente enquanto começam a surgir substâncias (produtos), que vão aumentando sua quantidade até que a reação se complete.

A velocidade média (Vm) é calculada em função de uma das substâncias participantes da reação e a reação entre a quantidade consumida ou produzida sa substância de tempo, Δt, em que isso ocorreu.

Considerando a equação genérica como exemplo temos:

aA + bB cC + dD

Consumo de reagentes: Vm= (Quantidade de A ou B consumido)/Δt

Formação de predutos : Vm= (Quantidade de C ou D produzido)/Δt

Velocidade média da reação e a Estequiometria.

Na maioria das reações quimicas, a produção em quantidade de matéria das substâncias que reagem e das que são produzidas é diferente.Para que o cálculo da velocidade da reação seja o mesmo em função de qualquer substância participante da reação, no mesmo intervalo de tempo, foi estabelecido o seguinte: “A Velocidade média da reação é o módulo da velodidade de consumo de um dos reagentesm ou da velocidade da formação de um dos produtos, dividido pelo respectivo coeficiente da substância na equação da reação corretamente balanceada.”

Considerando a equação genérica como exemplo temos:

aA + bB cC + dD

Vm da reação =-1/a.(Δ[A])/Δt=-1/b.(Δ[B])/Δt=+1/c.(Δ[C])/Δt=+1/d.(Δ[D])/Δt

Velocidade instantânea

Velocidade de reação em um dado instante, é o valor para qual tende a velocidade média quando os intervalo de tempo vão se tornando cada vez menores.

Nas reações quimicas, a velocidade a cada instante, também é diferente da velocidade média. No entanto, se os intervalos de tempo (Δt) usados na medida da velocidade médoa forem se tornando cada vez menores, a velocidade média tenderá a assumir valores cada vez mais próximos da velocidade em um dado instante.

Condições Necessárias

Há duas condições fundamentais para duas ou mais substâncias reagirem químicamente:

É primordial que as moléculas dos reagentes sejam postas em contato do modo mais eficaz possível .

É fundamental, também, que os reagentes tenham afinidade química, ou seja, uma tendência natural para reagir.

Teoria das colisões

È um do fatores que influenciam na velocidade das reações, um explicação dos cientistas para o modo pelo qual são quebradas as moléculas dos reagentes e são formadas as móleculas dos produtos de uma reação.

A teoria das colisões ainda prevê que a velocidade da reação depende :

Da frequência dos choques entre as moléculas- um muior numero de choques por segundo implicará um maior numero e moléculas reagindoe, portanto, maior a velocidade.

Da energia (violência) desses choques- uma colisão eficaz terá mais chance de provocar a reação entre moléculasdo que uma colisão não-eficaz.

De uma orientação apropiada das moláculas no instante do choque- uma colisão frontal será mais eficaz que uam colisão não frontal ( de raspão) , esse fator depende também do tamanho e do formato das moléculas reagentes.

Energia de Ativação e Complexo Ativado

Para que a colisão de moléculas dos reagentes ocorra para realizar a reação é necessário que as ligações entre os reagentes sejam rompidas e as novas moléculas dos produtos sejam formadas. Para que a colisão entre eles seja eficaz, é necessário que os reagentes adquiram uma energia minima, chamada energia de ativação. Quando a colisão entre as particulas seja favorávele com energia igual ou superior a energia de ativação, forma-se uma estrutura instável e intermediária entre os reagentes e produtos, chamada complexo ativado.

Influências na velocidade das reações

São os fatores diversos que podem infulir na velociade de uma reação tornando-a mais rápida ou ,mais lenta. Muitas vezes controlando esses fatores adequadamente, o químico pode fazer com que uma reação ocorra no tempo desejado. Um exemplo simples que não foge do nosso cotidiano é o nosso próprio metabolismo, que se acelera quando praticamos um esporte, nesse caso as reações do organismo se tornam mais rápidas, e os carboidratos do nosso corpo, vão sendom consumidos rapidamente. Ao contrário são os animais que hibernam, em regiões frias, tem a temperatura de seu corpo reduzida, exatamente para reduzir o consumo de gordura de seus organismos.

Como descorrência de observações desse tipo, Van’t Hoff chegou a seguinte conclusão : “ Uma elevação de 10 °C na temperatura de uma reação faz com que sua temperatura se tornde de duas a três vezes maior.”.

Natureza dos reagentes

Para que uma reação quimica se realize, é necessário que as ligações existentes nos reagentes sejam rompidas, possibilitando a formação de novas ligações que darão origem aos produtos. Desse modo : “Quanto maior for o numero de ligações a serem rompidas nos reagente e quanto mais fortes forem essas ligações, mais lenta e reações será e vice-versa.” É por isso que normalmente, as reações orgânicas, que envolvem moléculas grandescom várias ligações