Fatores Que Afetam A Velocidade De Uma Reação Química.

- Resumo:

Nesta aula foram realizados dois experimentos científicos, denominados “fatores que afetam a velocidade de uma reação química” e “cinética química”, que foi o primeiro experimento a ser realizado.

No primeiro experimento realizado (cinética química) tínhamos o objetivo de investigar o efeito da concentração de reagentes, nesse caso o bissulfito de sódio (NaHSO3) em uma reação e determinar sua constante de velocidade.

Já no segundo experimento (fatores que afetam a velocidade de uma reação química) foi avaliado qual era a influência de cada fator numa reação química, pela superfície de contato e pela a utilização do catalizador. Também poderia ser analisada a influência da concentração de reagentes na velocidade de uma reação, mas isso pode ser facilmente observado durante o experimento de “cinética química”, visto que, cinética química nada mais é que o estudo das velocidades das reações.

 

2- Introdução:

A cinética química estuda as velocidades das reações, bem como, os fatores que as alteram. O seu estudo também permite a compreensão dos mecanismos por que passa a interação dos reagentes para chegar aos produtos.

Diversas reações químicas que ocorrem na natureza se processam a velocidades diferentes permitindo algumas conclusões que facilitam o entendimento da cinética química.

Hoje, como nunca, vemos o trabalho do homem na busca da inversão, da aceleração, etc, até dos processos naturais. A transformação dos seres vivos é um exemplo: para si o homem sempre buscou e busca melhoria, o conforto, enfim, a fonte eterna de juventude, a própria felicidade; no caso de animais e vegetais, como fonte de alimentação, busca uma aceleração no seu crescimento e diversificação tentando atender as demandas do consumo do permanente crescimento demográfico.

A própria natureza também é pródiga nos seus exemplos. Um espectador mais atento observa e conclui: nos pesqueiros, pescadores reclamam da falta e do tamanho das tilápias no inverno (animais de sangue frio tem suas atividades vitais desaceleradas no inverno); em casa, no verão, a durabilidade dos alimentos perecíveis diminui se estiverem fora da geladeira; o corpo humano envelhece e chega a um momento que não dá mais condições à vida, as reações bioquímicas tornam-se lentas, param e vem a morte. Existem, portanto, fatores que alteram a velocidade de uma reação química.

A diversidade de fatores que influem na velocidade de reação e seu possível controle pode ser trabalhado em laboratório. Átomos e moléculas não vemos, no entanto, necessitamos de “evidências” da reação química. Assim, desprendimento de gás, mudança na coloração, aquecimento ou resfriamento do sistema, formação de substâncias insolúveis são evidências de reações químicas. A reação-relógio é um desses meios que permitem estudar os fatores como, concentração; temperatura e catalisador podem alterar a velocidade de uma reação química. Mudanças de coloração no meio racional permitem medir o tempo da reação. Essas reações conhecidas como “reações-relógio”.

Por velocidade de uma reação entende-se a quantidade de reagente que se transforma em produto na unidade de tempo ou, a quantidade de produto que se forma na unidade de tempo. Quimicamente falando, a velocidade de uma reação é a variação das concentrações dos reagentes, ou dos produtos, por unidade de tempo.

Para muitas reações, melhor do que a velocidade média, é interessante se trabalhar com a velocidade instantânea, tendo em vista que, a cada fração de tempo, as concentrações se alteram, alterando consequentemente a velocidade da reação. A velocidade instantânea é a derivada da concentração dos reagentes ou produtos, em função do tempo.

Leis de velocidade – ordem de ração

Conclui-se que a velocidade de uma reação química depende da concentração de reagentes. De uma maneira geral, quanto maior a concentração de reagentes maior a velocidade de reação química. A expressão matemática desta afirmação pode ser escrita como:

V = k.[R]x

Expressão esta conhecida como lei de velocidade indicando que a velocidade depende da concentração do reagente, onde:

v = velocidade da reação;

k = constante de proporcionalidade;

[R] = concentração do reagente em mol.L-1;

X = ordem de reação.

A constante de proporcionalidade (k), conhecida como constante de velocidade, independente da concentração, mas é função da natureza da reação e da temperatura. Reações rápidas possuem constante elevada e reações lentas possuem constante muito pequenas. Um aumento de temperatura provoca o aumento de k.

Ordem de reação é o fator de dependência da concentração na lei da velocidade, obtida experimentalmente através das velocidades iniciais a diversas concentrações.

Fatores que influenciam na velocidade das reações químicas

Concentração

A velocidade é diretamente proporcional à concentração de cada reagente presente na reação desde que sua concentração não seja tal que a velocidade da reação impenda ela, tornando-se de ordem zero com relação a esse reagente.

Temperatura

A equação de velocidade da reação introduz a constante de velocidade, k. A constante k envolve uma série de fatores (parâmetros) que na referida reação são mantidos constantes, entre eles a temperatura. Ou seja,

V = k.[R]x

Pela equação de Arrhenius,

K = A. e(-E/RT)

Onde,

A = fator de frequência;

e = constante 2,7182818;

R = constante de gases perfeitos;

T = temperatura absoluta;

E = entalpia da semi-reação que envolve os reagentes.

Outros fatores:

Além da concentração e da temperatura, outros fatores podem influenciar a velocidade de uma reação química a natureza dos reagentes (reações entre compostos iônicos são mais rápidas do que a de